Manual de Campo Plexco

Manual de Campo

Boletin PP-901Página 1

Febrero 2003 Sustituye publicaciones anteriores® 2003 Chevron Phillips Chemical Company LP

INDICE DE CONTENIDO

AVISO 8

INTRODUCCIÓN 10

PRECAUCIONES Y AVISOS 11

Fusión y Uniones 11

Fugas en las Uniones 11

Permeabilidad por Hidrocarburos Líquidos 11

Peso, Descarga y Manejo 12

Pruebas 12

Protección contra Esfuerzos de Corte y Curvado 12

Temperaturas bajo el Punto de Congelación 13

Electricidad Estática 13

Herramientas Eléctricas 14

Bobinas 15

Localización 15

Enterrado 15

Limitaciones de las Aplicaciones 15

PRODUCTOS MUNICIPALES E INDUSTRIALES

Y SUS CARACTERÍSTICAS 16

Identificación mediante Colores y Rayas 18

Propiedades Físicas Típicas 19

Diseño de Clasificaciones de Presión 22

Onda de Sobrepresión 24

Clases de Presión (CP) 25

Indice de Presión de Trabajo (IPT) 25

IPT para Condiciones Típicas de Operación 26

IPT para Otras Condiciones de Operación 26

Resistencia Química 27

FLUJO DE FLUIDOS 28

Aire Atrapado y Purgado de Vacío 28

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Diámetro Interno 29

Hazen-Williams 29

Manning 30

Flujos Comparativos para Encamisados 32

Flujo de Gas Compresible 36

Perdidas por Fricción en las Válvulas y Conexiones 37

EFECTOS TERMICOS 38

Efectos Térmicos Sin Restricciones 38

Efectos Térmicos en la Tubería Anclada o Sujeta 39

Juntas de Expansión 41

Transferencia de Calor 42

SOPORTES SUPERFICIALES 42

Espaciamiento de los Soportes 44

DISEÑO DE LAS TUBERÍAS ENTERRADAS 47

Flotación por Nivel Freático de Agua 47

CONSIDERACIONES DE DISEÑO EN AMBIENTE ACUÁTICO 49

Presión Hidráulica Externa 50

Lastres para Hundir los Tubos 51

Lineas de Tuberías Flotantes 55

RECEPCIÓN Y MANEJO 60

Inspección de Recibo 60

Descarga 61

Almacenamiento Previo de la Instalación 62

Manejo en Clima Frío 64

UNIONES Y CONEXIONES 65

Procedimientos Generales 66

Unión por Fusión con Calor 68

Electrofusión 71

Soldadura por Extrusión 71

Soldadura por Gas Caliente 72

Conexiones Mecánicas 72

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Conexión Bridadas 75

Ensamble de las Bridas 80

Casos Especiales 82

Roscado de Tubería 83

Juntas Mecánicas resistentes al “Jalado” 84

Uniones Parcialmente “Restringidas” 85

Conexiones de Ramales 87

Mangas de Reparación 89

Conexiones de Reparación 89

INSTALACIÓN SUBTERRÁNEA 90

Terminología del Material de Relleno de Zanjas 91

Colocando la Tubería en la Zanja 95

Curvado de la Tubería en Campo (en Frío) 95

Instalando Conexiones Fabricadas 96

Materiales de relleno de Tubería 97

Compactado del Relleno 97

Atraques en Uniones de Tubería 98

Control de Esfuerzos de Corte y de Curvatura 98

Relleno Final 101

Efectos de Poisson 101

El Efecto Poisson 102

Técnicas para Sujetar Conexiones 103

Técnicas para Evitar la Separación de Uniones 104

Fuerza de Jalado 105

Técnicas Especiales para Instalaciones Subterráneas 106

Encamisado 111

Técnicas patentadas de rehabilitación sin abrir zanjas 116

INSTALACIONES SUPERFICIALES 117

INSTALACIONES AÉREAS 119

INSTALACIONES SUBACUÁTICA 121

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INSPECCION Y PRUEBA 122

Evaluación de Daños 122

Prueba de Hermeticidad 123

GUIAS DE OPERACIÓN 124

Desinfección de Tuberías Principales 124

INFORMACIÓN GENERAL 126

INDICE 132

LISTA DE TABLASTabla 1 Productos DriscoPlex™ para usos Municipales e

Industriales 17

Tabla 2 Rayado de Colores para Identificar el RD 19

Tabla 3 Propiedades Físicas Típicas del Material DriscoPlex™

PE3408 HDPE 21

Tabla 4 Factores de Diseños Ambientales, f E 23

Tabla 5 Factores de Diseño para el Servicio de

Temperatura, f T 23

Tabla 6 Resistencia a las Sobrepresiones (Surge) ◊ 27

Tabla 7 Factor de Fricción Hazen-Williams, C 30

Tabla 8 Valores de n para el uso en la Ecuación de Manning 32

Tabla 9 Flujos Comparativos para Encamisados 34

Tabla 10 Longitudes Equivalentes de las Conexiones, K´D 37

Tabla 11 Módulos Elásticos Típicos para DriscoPlex™ PE 3408 40

Tabla 12 Propiedades Térmicas Típicas para

DriscoPlex™ HDPE 42

Tabla 13 Espaciamiento de Soportes para Tuberías

DriscoPlex™ PE 3408 46

Tabla 14 Resistencias de Presión Externa 50

Tabla 15 Multiplicador de Flotación K 52

Tabla 16 Pesos por Gravedad Específicas de los Líquidos

a 60º F (15º C) 53

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Tabla 17 Propiedades de Flotación del Polietileno† 58

Tabla 18 Margen de Sumergimiento 59

Tabla 19 Factor de Sumergimiento, fS 59

Tabla 20 Alturas Recomendadas para el Apilamiento de

Tubería Suelta 64

Tabla 21 Valores Aproximados para la Fusión 69

Tabla 22 Materiales Usados para los Empaques 76

Tabla 23 Dimensiones de las Bridas 79

Tabla 24 Torque de los Tornillos de Bridas 82

Tabla 25 Ancho Mínimo del Pozo 93

Tabla 26 Radio Mínimo de Curvatura (en Frío)(de Largo-Plazo)96

Tabla 27 Fuerzas de Jalado Aproximadas del

Efecto de Poisson 106

Tabla 28 Radios de Curvatura Mínimo a Corto Plazo 107

Tabla 29 Factores de Diseños Recomendados para FTP 108

Tabla 30 Valores Aproximados del Esfuerzo de Tensión al

Cede 109

Tabla 31 Valores Aproximados de FTPA 109

Tabla 32 Factores de Conversión 126

Tabla 33 Factores de Conversión PSI (Lb/In2) 129

Tabla 34 Propiedades de Diferentes Líquidos 129

Tabla 35 Propiedades de Varios Gases 130

Tabla 36 Propiedades de Varios Metales 131

Tabla 37 Fórmulas 131

LISTA DE FIGURASFigura 1 Soporte para Tuberías 43

Figura 2 Soporte Colgante de Tubería 43

Figura 3 Espaciamiento de Soportes 45

Figura 4 Instalación de Placas Anti-flotación 49

Figura 5 Contrapeso de Concreto 55

Figura 6 Contrapeso de Concreto 55

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Figura 7 Flotación sobre la Superficie 56

Figura 8 Flotación en la Superficie 56

Figura 9 Flotador Sumergido 59

Figura 10 Capacidad de carga de un Montacargas 62

Figura 11 Almacenamiento de Tubería Suelta 63

Figura 12 Labio de Fusión a Tope-Guía para Inspección Visual 69

Figura 13 Adaptador Driscoplex™ MJ con Rigidizador Opcional 73

Figura 14 Adaptador Tipo Brida y Contrabrida Metálica 75

Figura 15 Adaptador Tipo Brida y Contrabrida Metálica 76

Figura 16 Estilos de Empaques para Bridas 77

Figura 17 Longitud de Tornillos 78

Figura 18 Base para una Conexión Bridada Enterrada 79

Figura 19 Conexiones con una Válvula de Mariposa 83

Figura 20 Junta Mecánica con Rigidizador Interno 84

Figura 21 Cople de Inserción 85

Figura 22 Cople de Compresión Parcialmente Restringido 86

Figura 23 Sujeción Externa de una Junta 87

Figura 24 Instalaciones de Tee de Diámetros Mayor 88

Figura 25 Manga para Perforar 89

Figura 26 Conexiones de Reparación 90

Figura 27 Terminología del Relleno 92

Figura 28 Ancho de Zanja 93

Figura 29 Instalación de una “Caja de Protección” 94

Figura 30 Radio de Curvatura 96

Figura 31 Pisón para compactación 97

Figura 32 Control de Esfuerzos de Corte y de Curvatura 98

Figura 33 Soporte una Conexión Brida de Pared 99

Figura 34 Protección de Conexiones y Accesorios Bridados 100

Figura 35 Relleno de Soporte de Piezas Bridadas 101

Figura 36 Método para Evitar la Separación de Uniones 104

Figura 37 Método para Evitar la Separación de Uniones 104

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Figura 38 Rehabilitación de un Drenaje por mMedio de

Encamisadocon Tubería de Polietileno DriscoPlex™ 113

Figura 39 Cabezas de Jalado para Encamisado 114

Figura 40 Técnica de Encamisado, Usando el “Bote” de una

Retroexcavadora 115

Figura 41 Inserta-Tee® 115

Figura 42 Protección una Curvatura para Tees Superficiales 118

Figura 43 Rack de Tuberías . Anclada en el Centro 120

Figura 44 Rack de Tuberías . Anclada Lateralmente 120

Figura 45 Instalación de Tubería con Deflexión 121

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Manual de CampoPerformance Pipe

Primera Edición

Febrero de 2003

AVISOEste manual de campo incluye información seleccionada que hasido extraída y resumida de diferentes publicaciones incluyendo elManual de Ingeniería de Tubería Performance Pipe, notas técnicas,varios boletines de aplicaciones y productos, procedimientosrecomendados para la fusión con calor y otras publicaciones. Estemanual solamente debe ser utilizado como una fuente dereferencia rápida. El usuario deberá de consultar fuentes originalesde referencia para información adicional. Información sobre laTubería Performance Pipe esta disponible en el Internet en ladirección www.performancepipe.com o a través de nuestrosrepresentantes.

Este manual de Campo no es un manual de diseño y tampocoinstrucciones de instalación, y puede que no provea de toda lainformación necesaria, particularmente con respecto a aplicacionesespeciales o inusuales. Nunca deberá sustituirse este manual porla literatura de diseño, estándares y especificaciones que seencuentren disponibles y nunca deberá sustituir el un consejo deun ingeniero calificado. Performance Pipe recomienda lacontratación de un ingeniero calificado para la evaluación de lascondiciones del sitio de la instalación, la determinación de losrequerimientos del proyecto y los procedimientos técnicos, así

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como definir instrucciones especiales para el proyecto.La información de este manual es confiable en el mejor entendido yconocimiento de Performance Pipe, pero esta no puede sergarantizada ya que las condiciones de uso están fuera de nuestrocontrol. Este manual puede ser cambiado y actualizado sinnecesidad de dar ningún aviso. Favor de contactar a PerformancePipe para verificar si usted tiene la versión mas reciente.

Derechos Reservados. Esta publicación esta completamenteprotegida por derechos de autor y nada de lo que aparezca en ellapodrá ser reimpresa, copiada o reproducida de ninguna maneraincluyendo medios electrónicos, ya se completa o parcialmente, sinel permiso escrito de Performance Pipe, que es una división deChevron Phillips Chemical Company LP.

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INTRODUCCIÓN

El manual de campo de la tubería Performance Pipe esta dirigidode manera general para aplicaciones municipales e industriales contubería DriscoPlex™ de Perfomance Pipe con Diámetro ExteriorControlado. Este manual incluye precauciones e informacióngeneral, productos y características, e información general dediseño acerca de flujo de fluidos, efectos termales y de enterrado,e información general acerca del manejo y almacenamiento,uniones1, instalación, inspección y pruebas, así como guías deoperación. Información sobre tubería DriscoPlex™ 2000SPIROLITE™, accesorios, pozos de visita, y fabricacionesespeciales no se encuentra en este manual. Tampoco seencontrará información sobre la tubería Performance Pipe paradistribución de gas y campos petroleros .Favor referirse apublicaciones específicas de Performance Pipe para estosproductos.

1 Los procedimientos de unión por calor recomendados por Performance Pipe seencuentran publicados en el Boletín PP-750,”Procedimientos de Unión por Calor y Guíade Calificación”, que no encuentran incluidos en este manual. Puede ver también lastarjetas de unión tipo caja (a socket) (Boletín PP752), Fusión a Tope (Boletín PP-753) y Fusión

Lateral o de Silletas (Boletín PP-754).

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PRECAUCIONES Y AVISOSObserve todos los códigos y regulaciones ya sean locales,federales y estatales y las precauciones general y deseguridad sobre manejo, instalación, construcción y deoperación. Estas precauciones deben de ser observadastambién cuando se usen tuberías de polietileno dePerformance Pipe.

Fusión y uniónDurante la fusión el equipo y los productos pueden exceder los400º F (204º C). Extremar precauciones para evitar quemaduras.No doble las tuberías para alinearlas contra las mordazas de lasmaquinas de fusión abiertas. La tubería se puede desdoblar ycausar daños o heridas, como si fuera un resorte.La tubería Performance Pipe de polietileno no se puede unir conadhesivos o “cementarse “. Las uniones roscadas y la fusión conaire caliente (gas) no se recomiendan para servicios con presión.

Fugas en las unionesPRECAUCION-Las uniones hechas correctamente nopresentan fugas. Cuando hay presión, y se presenta una fugaen una unión, esta puede separar de manera violenta conmovimientos incontrolados y peligrosos de la tubería o departes que pudieran desprenderse o bien el contenido de latubería puede salir con mucha presión. Nunca se acerque ointente reparar una tubería mientras el contenido estepresurizado. Siempre despresurice el contenido antes deintentar hacer reparaciones.Si existen fusiones defectuosas, estas se deben cortar y rehacerse.

Permeabilidad por hidrocarburos líquidosLos hidrocarburos líquidos pueden originar permeabilidad en latubería, bien sea que estén dentro de esta o cuando seencuentran el terreno alrededor de la misma en el terrenocircundante en forma de contaminación. En el caso de tuberíasque ya han sido perneadas por hidrocarburos se deben unir pormedios mecánicos adecuados, ya que la unión por fusión puederesultar en uniones débiles. Los acoplamientos mecánicos debende ser instalados de acuerdo con las instrucciones del fabricante.

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Obtenga estas instrucciones con el fabricante de la conexión. Veael boletín PP750 y el Manual de Ingeniería de Performance Pipe.

Peso, Descarga y ManejoAunque la tubería de polietileno es mas ligera, comparada conotros materiales, un peso significante puede existir. Mueva latubería de polietileno con el equipo adecuado, con capacidadsuficiente para manejar la carga involucrada. Inspeccione elequipo de carga antes de usarlo. No utilice equipo en malascondiciones o dañado.Utilice cuerdas textiles. No utilice cadenas o cables de metal. Noruede o deje caer la tubería desde el camión, tampoco arrastresobre piedras u otros objetos abrasivos. El maltrato o abuso delmaterial puede dañar la tubería y puede afectar el desempeño deesta, así como o causar daños en las propiedades o a laspersonas.

Obtenga y observe las instrucciones de manejo del productoque deberá entregar el conductor.Golpear la tubería con objetos como un martillo puede resultar enun rebote sin control. Almacene los productos DriscoPlex™ paraque el riesgo de daños y de accidentes sea mínimo. Vea el Manualde Ingeniería de la tubería Performance Pipe.Un clima inclemente puede hacer que la tubería sea muyresbaladiza. No camine sobre la tubería, especialmente enestas condiciones.

PruebasCuando se requiriera hace pruebas, observe todas las medidas deseguridad y asegure la tubería para evitar movimientos de esta encaso de alguna falla. Observe los límites de temperatura, presión, yduración de la prueba, así como al hacer reparaciones. Vea la NotaTécnica de Performance Pipe PP-802 “Prueba de Hermeticidad enSistemas de Tubería de Polietileno”.

Protección contra Esfuerzos de Corte y CurvadoCuando una tubería principal o de servicio se unen con unaconexión de derivación, y donde las tuberías entran o salen deparedes o registros, se deben usar soportes estructuralesadecuados, un buen relleno compactado o bien una manga deprotección. Aunque se use o no la manga protectora el áreaalrededor de la tubería y de la conexión deben de estar

estructuralmente firmes apoyadas en una base hecha a base derelleno compactado u otros medios para proteger la tubería depolietileno contra cargas de corte o de curvado. Vea el Manual deIngeniería de Performance Pipe y el ASTM D 2774.

Temperaturas bajo el Punto de CongelaciónEl agua se puede congelar en un tubo de polietileno sin causardaños a la tubería, pero un tapón de hielo puede detener el flujo deagua. No aplique presión a una tubería que tiene un tapón de hielo.Permita que el hielo se derrita antes de aplicar presión a la línea.Un golpe de ariete severo (como los que se forman cuando untapón de hielo se detiene de súbitamente) en un mediocongelado, en tubería superficial o enterrada, puede romperlao fragmentarla y causar daños y accidentes.Temperaturas muyfrías o cerca del punto de congelación pueden afectar a la tuberíade polietileno aumentando su rigidez y su vulnerabilidad a dañoscausados por impactos o esfuerzos repentinos. Impactos o golpessignificativos a la tubería de polietileno cuando esta congeladapueden causarle fracturas. La tubería de polietileno será mas difícilde desenrollar y doblar en temperaturas frías.

Las temperaturas frías originaran que la longitud y el diámetro de latubería disminuyan.

Electricidad EstáticaLa tubería de polietileno no conduce electricidad. En algunascondiciones secas como cuando la tubería conduce gas seco, laelectricidad estática puede cargar el interior o el exterior del tubo,y puede quedarse en la superficie hasta que algún instrumento ouna persona se acerque lo suficiente para producir una descarga atierra.Descargar una parte de la tubería no descarga otras partes deesta, ya que la electricidad no fluye a través de la superficie. Latubería de polietileno no se puede descargar de electricidadutilizando alambres de metal a tierra.PRECAUCION-Fuego o explosión-Una descarga de electricidadestática puede encender un gas flamable o una atmósfera conpolvo combustible.Una descarga de electricidad estática a una persona, herramienta,o cualquier objeto cercano a la tubería puede crear una chispa quepuede ser la causa de un incendio o una explosión si existenatmósferas explosivas con un gas flamable o con polvocombustible.

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• En trabajos con gas, la electricidad estática puede ser un peligropotencial. Cuando haya una mezcla de gas combustible-airey exista la posibilidad de electricidad estática, como porejemplo al reparar una fuga, “prensar” (squeezing off) unatubería, purgar, hacer una conexión, etc. Se deben seguirlos procedimientos de seguridad para evitar la presencia deun arco eléctrico. Observe todos los procedimientos dadospor la compañía (Operadores de línea, contratistas, etc)para controlar la electricidad estática, incluyendo losprocesos para descargar la electricidad estática y losrequerimientos de protección personal.

• Siga los pasos para descargar la electricidad estática de lastuberías de polietileno de gas. Pasos como mojar la superficiede la tubería con un líquido conductivo anti-estático o con unasolución de agua y jabón diluido, después cubriendo ovendando toda la tubería expuesta con una tela o vendahúmeda, conectándola con tela mojada o cinta conductora quehaga contacto firme con tierra húmeda. La cobertura exteriordeberá de mantenerse mojada humedeciéndola ocasionalmentecon una solución anti-estática. La cubierta deberá de estarconectada apropiadamente como con una varilla clavada en elsuelo.

• Los procedimientos que descargan el exterior de la tubería nodescargan el interior de la misma. Prensar la tubería, ventearla,purgarla, cortarla, etc, puede resultar en descargas deelectricidad estática. Cuando sea posible aterrice todas lasherramientas y elimine toda la fuente potencial de ignición.

• Equipo de seguridad adecuado debe de ser usado en todomomento.

No utilice la tubería de polietileno para transportar carbón ogranos secos en donde una descarga de electricidad estáticapueda producir incendios o explosiones en atmósferaspeligrosas .La tubería de polietileno no se recomienda para aplicaciones detransporte neumático (sólidos en suspensión de aire).

Herramientas EléctricasPRECAUCION-Fuego o Explosión- Las Herramientas eléctricaso el equipo de fusión puede que no sean a prueba deexplosiones y ser la causa de iniciar una flama o unaexplosión con gases combustibles o una atmósfera explosivaoriginada por polvo combustible. NO OPERE equipos que nosean a prueba de explosión en atmósferas originadas por

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gases o polvos. Cuando se encuentre en presencia deatmósferas flamables o explosivas siga todas lasinstrucciones de seguridad para el uso de las herramientas yel equipo.

BobinasLa tubería enrollada HDPE puede almacenar energía como unresorte. Si se suelta el rollo sin ningún control, como por ejemplocortar todas las tiras, pueden causar fuerzas peligrosasincontroladas. Se deben tomar las precauciones adecuadas y usarel equipo apropiado.

LocalizaciónLos materiales de polietileno usualmente no son detectados porequipos de localización magnética. Hay diferentes métodos paraayudar en la detección de tuberías de polietileno. Entre estosmétodos se incluyen: alambres metálicos para trazar, cinta deidentificación, rastreo acústico de tubería, cables de rastreoelectrónicos y los teléfonos que las autoridades definan para hacerconsultas de los servicios instalados en la zona en la que sepretende trabajar. Cuando piense en instalar una tubería depolietileno debe de considerar los diferentes métodos delocalización para pode rastrearla e identificarla en el futuro. Si sevan a usar señales para avisar que hay tubería enterradaasegúrese de que las señales digan que la tubería es depolietileno. Esto alertará al personal que buscará localizar latubería, que la misma no se puede identificar con equipos delocalización magnética regulares. La empresa que instaló lasseñales deberá de ser contactada antes de hacer cualquier tipo detrabajo o excavación.

EnterradoConsulte a las autoridades correspondientes para saber losrequerimientos de construcción y excavación. Tome todas lasprecauciones cuando trabaje en una zanja.

Limitaciones en las AplicacionesLas tuberías de polietileno pueden ser utilizadas para diferentesaplicaciones, pero hay algunas en las que no puede ser usado, amenos de que se sigan las precauciones apropiadas.

• Para líneas de Vapor no se recomienda, ya la temperatura de

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servicio excede las capacidades de una tubería de PE.• Transporte neumático seco de materiales combustibles como

carbón o granos secos. No se recomienda y puede seraltamente peligroso. El polietileno no es conductor. La friccióngenerará electricidad estática originando que la tubería secargue eléctricamente. Una descarga de electricidad estáticapuede encender polvo combustible y causar una explosión,daños a la propiedad y accidentes personales.

• Transporte neumático de sólidos no-flamables. Tampoco esrecomendado ya que la fricción puede calentar la tubería yfundir la superficie. También puede carga eléctricamente latubería como en el caso anterior. Las descargas deelectricidad estática pueden ser peligrosas para lasinstalaciones cercanas y las personas.

• Líneas de gas comprimido aéreas (aire comprimido). Son unriesgo de seguridad. Cuando la tubería de polietileno esinstalada aérea (no enterrada), la tubería puede sufrir dañomecánico externo. Los daños severos pueden causar laruptura de la línea y posiblemente “latigazos” originadospor la presión y velocidad del gas comprimido. Si la tuberíase usa para este servicio se recomienda que estetotalmente sujeta bien sea enterrada, cubierta conmateriales resistentes que eviten dichos “latigazos”, oprotegidas completamente en contra de daños mecánicosexternos.

PRODUCTOS MUNICIPALES E INDUSTRIALES Y SUSCARACTERISTÍCAS

Las conexiones y tubería de Performance Pipe marcaDriscoPlex™ con Diámetro Exterior controlado son fabricados demateriales de polietileno de alta densidad y de acuerdo con losestándares aplicables como el ASTM, AWWA o el API. Losproductos DriscoPlex™ usualmente están clasificados paraservicio presurizado, pero también pueden ser utilizados en líneassin presión y flujo por gravedad. Las líneas de producto para usosespecíficos se identifican según el numero de series deDriscoPlex™.

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Tabla 1 Productos DriscoPlex™ para usos Municipales eIndustriales

AVISO. Las capacidades de Producción varían de planta a planta.Contacte al personal de Performance Pipe para verificar la existenciade productos específicos y de colores exteriores, rayas y diseñosespecíficos de estos, así como dimensiones IPS o DIPS. Todas lasopciones se consideran órdenes especiales.

Leyendas para la Tabla 1 de Características Típicas:1. Sistema de Medición IPS2. Aprobación FMR clases 150 y 200 en diámetros de 2”-24” IPS

Mercados Típicos para la Tubera yConexiones

SeriesDriscoPlex™

CaracteristicasTípicas

Factory Mutual Research (FMR)Aprobada para Tuberas Principales de

Sistemas Contra Incendio

DriscoPlex™ 1500 2,8,12,23

DriscoPlex™ 1600 6,12,23,24

Mineria DriscoPlex™ 1700 1,3

Tuberia Perforada DriscoPlex™ 1900 1,4

Distribución de Agua DriscoPlex™ 4000 5,6,7

Industrial, Distribución de Agua, Procesos DriscoPlex™ 4100 1,8,25,26

Tubing para Toma Domiciliaria DriscoPlex™ 5100 9,19

Drenaje Sanitario DriscoPlex™ 4200 8,10DriscoPlex™ 4300 5,6,10

DriscoPlex™ 2000SPIROLITE™

11

Agua Tratada / Recuperada DriscoPlex™ 4400 8,13

DriscoPlex™ 4500 5,6,13Encamisado DriscoPlex™ 4600 1,14

DriscoPlex™ 4700 5,6,14,20

DriscoPlex™ 1200 1,15


Irrigación DriscoPlex™ 4800 16

Contención Dual DriscoPlex™ 2400 1,17

Tubera para Encamisado DriscoPlex™ 9200 18

Tanques, Estructuras y Posos de Visita DriscoPlex™ 2000 21

Industrial, Municipal DriscoPlex™ 1000 1, 22


3. Una línea longitudinal de color es extruída sobre en la tubería para identificar el RD (Radio Dimensional).

4. Diferentes diseños de perforación están disponibles.5. Sistema de Medición DIPS6. La configuración de las franjas de color para tubería DIPS, es de tres franjas igualmente

espaciadas, formadas por dos líneas de color extruídas sobre la superficie del tubo.7. Las rayas de color azul son estándar. El color azul en toda la superficie exterior es

opcional.8. La configuración de las franjas de color para tubería IPS, es de cuatro franjas igualmente

espaciadas, extruídas sobre la superficie del tubo.9. Aprobado por la NSF. En medidas CTS, IPS, y SIDR en _”-2”10. Las rayas de color verde son estándar. El color verde en toda la superficie exterior es

opcional.11. RSC 40-160 en tamaños de 18”-120” con ID en perfiles abiertos y cerrados.12. Las rayas de color rojo son estándar.13. Las rayas moradas son estándar. El exterior color lavanda es opcional.14. Color sólido rojo.15. Color claro se coextruye en el interior de la tubería.16. Material negro PE240617. Ensamblados en planta (el contenedor y el tubo de transporte)18. Espesores de pared y de diámetros según medidas del cliente, están disponibles bajo

pedido especial.19. Material PE 3408/PE10020. Las rayas verdes son estándar.21. Registros Hombre, tanques y estructuras especiales se fabrican usando tuberías

DriscoPlex™ 2000, SPIROLITE & DriscoPlex™ PE 3408.22. 1-1/2” IPS y tamaños mas pequeños únicamente.23. Clase 150 o Clase 200 aprobadas por FMR & NSF. Rayas azules opcionales.24. Clase 150 o Clase 200 aprobadas por FM , en tamaños de 4”-24” DIPS.25. El color Negro es estándar. El color azul del exterior o de rayas son opcionales.26. Las medidas 2” IPS y 3” IPS según ASTM D 3035, AWWA C901 y NSF 61. De 4” IPS y

mayores según ASTM F 714, AWWA C906 y NSF 61.

Identificación mediante Colores y RayasLos códigos de colores se han vuelto la manera preferida paraidentificar las diferencias entre servicios de tuberías, sistemas demedida, así como para diferenciar los diferentes RDs (resistenciaa la presión) en el lugar de la instalación. Para obtener unaidentificación tan duradera como la tubería misma, muchosproductos DriscoPlex™ tienen rayas de colores coextruidas en lasuperficie. Se puede tener un tubo fabricado con resina negra ycon un color sólido diferente en la superficie exterior o interior, paralograrlo se coextruye una capa delgada del mismo material en elcolor deseado, estos tubos se pueden producir bajo pedidosespeciales.

RAYAS DE COLORES PARA IDENTIFICAR SUS APLICACIONES:• Amarillo para gas natural.• Azul para agua potable.

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• Rojo para tuberías de sistemas contra incendio• Morado para efluentes tratados

• Otros colores -blanco, naranja, gris- para otras aplicaciones.

CONFIGURACIÓN DE RAYAS DE COLORES A IDENTIFICAR LOSDIFERENTES SISTEMAS DE MEDICÓN:

• IPS (Medida de Tubo de Acero).-cuatro líneas de coloresigualmente espaciadas alrededor de la tubería.

• DIPS (Medida de Tubo de Hierro Dúctil)-tres pares de rayas decolores igualmente espaciadas sobre la tubería.

RAYAS DE COLORES PARA IDENTIFICAR EL RD:Una tubería con una sola raya provee una fácil, obvia y rápidamanera de identificar el RD (Radio Dimensional) de la tubería enun proyecto con diferentes RD`s. Cada franja de color coextruidapermanentemente, designa un DR diferente -que determina laresistencia a la presión. La tubería DriscoPlex™ con una sola rayapara minería, aplicaciones industriales y municipales hacen lainstalación e inspección mas efectiva, económica y ayuda a que lastuberías con la resistencia a la presión adecuada se utilicen en elproyecto según sea lo indicado.

Tabla 2 Rayas de Colores para identificar el RD

COLORES SÓLIDOS E INTERIOR RECUBIERTO

Los colores claros de las tuberías DriscoPlex™ 4600 y 4700 y elrecubrimiento interior con colores claros también de las tuberíasDriscoPlex™ 1200 y 1400 facilitan la inspección por video enaplicaciones de drenaje.

Propiedades Físicas TípicasLa tabla 3 proporciona información de las propiedades físicastípicas del material HDPE de DriscoPlex™ usado para muchos de

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Color Blanco Rojo Amarillo Gris Naranja

RD 7.3 9 11 13.5 15.5

Color Azul Morado Verde Rosa Café

RD 17 21 26 32.5 41

los productos de la tubería de Performance Pipe. Algunos de estosse fabrican materiales que tienen diferentes valores típicos parauna o mas de las diferentes propiedades físicas. Contacte a losrepresentantes de Performance Pipe para información especifica.

EFECTOS DE LOS RAYOS DEL SOL(ULTRAVIOLETA)Sin protección química o física, el polietileno se degrada por efectode la luz ultravioleta (UV). Como los rayos ultravioletas seencuentran presentes en la luz del sol. Es necesario integrarprotectores químicos en la materia prima de la tubería depolietileno para prevenir o retrasar los daños de los rayos UV, ycon esto permitir el almacenamiento y uso de la tubería expuesta ala luz del sol. Los sistemas de protección UV, pueden ser o unmétodo de bloqueo de rayos UV que es el usado en los productosnegros y los productos negros con rayas, o bien un sistema deabsorción de rayos UV de sacrificio para los productos de coloressólidos y los colores del exterior coextruidos diferentes del negro(por ejem. Amarillo). Una composición de negro de humo de 2 a 3 % provee unaprotección contra los rayos UV por largo tiempo. Partículas muyfinas de negro de humo detienen la degradación producida poresta radiación ya que detienen el paso de los rayos. Los productosnegros y de color negro con rayas coextruídas se recomiendanpara usos donde se tendrá un exposición directa y prolongada allos rayos UV. Esto incluye todas las instalaciones colgantes osobre el terreno (apoyadas directamente en la tierra o en soportes).Los sistemas de absorción protegen temporalmente las tuberíasde colores absorbiendo los rayos ultravioleta, pero dicha proteccióndisminuye con el tiempo al irse consumiendo el protector desacrificio que se integra en el polietileno. Los absorbentes proveenprotección a las tuberías que están expuestas al sol por variosmeses e incluso años, dependiendo del nivel de protección que seagregué y el nivel de exposición. Si se deja expuesta, la tuberíapodría irse degradando a medida de que los absorbentes se vayanconsumiendo y los niveles de protección disminuyan. Cubrir latubería detendrá el proceso de degradación, pero no revertirá losdaños que ya tengan los tubos. Los sistemas de absorción de rayos UV que se usan en la tuberíacon exterior coextruído así como de color diferente del negro estándiseñadas para protegerlas solamente por periodos de tiemporazonables mientras están almacenados en el exterior. Losproductos de color se suponen que deben ser utilizados bajo detierra, no para uso en exteriores donde estarían expuestas agrandes cantidades de rayos UV.

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Las recomendaciones para el almacenamiento de productos decolores a la intemperie varían de producto a producto. Consulte asu representante de Performance Pipe para más información.Tabla 3 Propiedades Físicas Típicas del material DriscoPlex™3408 HDPE

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Propiedad Estandar Valor Típico†

Designación de Material ASTM F 412 PE 3408

Clasificación de Celda ASTM D 3350 345464C (negro)

345464E (color)

Densidad [3] ASTM D 1505 0.955 g/cc (negro)

0.947g/cc(color)

Indice de Fluidez [4] ASTM D 1238 0.1 g/10 min

Módulo de Flexión [5] ASTM D 790 > 130,000psi

Resistencia a la Tensión [4] ASTM D 638 3,200 psi

SCG (PENT) [6] ASTM F 1473 > 1,000 horas

HDB a 73ºF (23ºC) [4] ASTM D 2837 1,600 psi

Color; Estabilizador UV [C]

[E]

ASTM D 3350 Negro con 2-3% negrode Humo Color con

estabilizador UV

HDB a 140ºF (60ºC) ASTM D 2837 800 psi

Expansión térmica linear ASTM D 696 9X10 -5 in/in/F

Módulo Elástico ASTM D 638 110,000

Temperatura de Endurecimiento ASTM D 746 < 180ºF (< -118ºC)

Dureza ASTM D 2240 Puerto D 65

† AVISO: Esta información se refiere a las resinas usadas para la fabricación dela tubería y de otros productos de Performance Pipe con marca DriscoPlex™.Esta tabla solo es para comparar la resina de tuberías de polietileno. Noestablece especificaciones de los productos y no establece valore mínimos omáximos o las tolerancias del fabricante para las resinas o los productos de latubería. Estás características fueron determinadas usando probetas moldeadaspor compresión preparadas con la resina. Los valores obtenidos con probetastomadas de las tuberías pueden variar de estos valores típicos. PerformancePipe ha hecho todo esfuerzo razonable para asegurar la precisión de estáinformación, pero puede que no provea toda la información necesaria,especialmente con respecto a aplicaciones o usos especiales. Algunos productosde Performance Pipe están hechos de otros materiales y es posible que tengandiferentes propiedades típicas a las presentadas en esta tabla. Esta informaciónpuede cambiar eventualmente sin previo aviso. Contacte a su representante dePerformance Pipe para verificar si dispone de la información mas reciente.

Diseño de Clasificaciones de PresiónLa tubería de polietileno DriscoPlex™ PE 3408 puede ser usadaen un amplio rango de temperaturas, y funciona bien desde -50ºF(-45ºC) y debajo, hasta 140ºF (60ºC) para servicio presurizado, ohasta 180ºF (82ºC) para flujo por gravedad (sin presión). Losfluidos presurizados deben de estar en forma fluida, bien como gaso líquido. Un flujo por gravedad o líneas sin presión arriba de los 180ºF(82ºC) no se recomiendan. Para servicio presurizado arriba de los140ºF (60ºC) no es recomendable. Las clasificaciones de presiónse reducen con respecto a temperaturas elevadas (100ºF (38ºC) ymas altas). Vea la tabla 5.

La tubería de polietileno negro que está en la superficie o encimade ella esta expuesta a la luz del sol lo que puede aumentar latemperatura de servicio de la misma.Clasificación de Presión de las Tuberías.Las presiones de trabajo de las tuberías DriscoPlex™ conDiámetro Exterior Controlado pueden ser definidas por la formula:

P= 2 HDB fE fT / (RD-1)Donde:P = Presión Interna, psiHDB = Bases del Diseño Hidrostático a 73º F, psifE = Factores de Diseño Ambientales, Tabla 4

fT = Factores de Diseño por Temperatura de Servicio, Tabla 5RD = Radio Dimensional de la Tubería con Diámetro ExteriorControlado

RD = D.E./ t

D.E. = Diámetro Exterior de la Tubería, in.t = Espesor Mínimo de Pared de la tubería, in.

El Radio Dimensional, RD, es la relación del diámetro exterior de latubería entre el espesor de la pared. A pesar de cambiar eldiámetro, la presión de trabajo es la misma para el mismo material,aplicaciones y RD.

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Algunos valores de RD que coinciden con los especificados porlos estándares ASTM, se conocen como RD estándar (SDR) , losvalores son: 41, 32.5, 26, 21, 17, 13.5, 11, 9 y 7.3. De cada SDR alsiguiente hay una diferencia aproximada del 25% en el espesormínimo de la pared.Los factores de diseño, fE y fT, son utilizados para incorporar lascondiciones de temperatura de servicio y factores ambientales enla clasificación de presión del producto.

Tabla 4 Factores de Diseños Ambientales, fE

Tabla 5 Factores de Diseño para el Servicio de Temperatura, fT

Los factores de diseño de las tablas 4 y 5 aplican a la tubería dePerformance Pipe de polietileno que cumplan con las propiedadesfísicas de la Tabla 3. Puede ser que los valores no apliquen a otrosmateriales de Performance Pipe o materiales de otros fabricantes.

CLASIFICACIÓN DE PRESIÓN DE CONEXIONES

Como en las tuberías, las conexiones para servicio presurizado seclasifican usando pruebas de presión interna de largo plazo. Lasconexiones moldeadas son adecuadas para operar a la presiónque indique el RD de sus extremos a conectar. Los codos y Tees

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Aplicación fEFluidos como agua potable y de proceso, qumicos suaves, gas naturalseco(no regulado federalmente), Salmuera, CO2, H2S, agua de desecho,drenaje, y soluciones anti-congelante de glicol.

0.50

Gas natural seco (Regulado Federalmente en el titulo 49 del CFR, Parte192 y NOM`s correspondientes), aire comprimido a 73ºF o menos.

0.32

Fluidos como químicos, solventes y permeantes en la tubería o en el suelo(típicamente hidrocarburos) en concentraciones de 2% o mayores,condensados de gas natural o otros gases líquidos, petróleo crudo,aceites, gasolina, diesel, keroseno y otros combustibles de hidrocarburos.

0.25

Temperatura de Servicio fT para PE 3408

40ºF(4ºC) 1.20

60ºF(16ºC) 1.08

73ºF(23ºC) 1.00

100ºF(38ºC) 0.78

120ºF(49ºC) 0.63

140ºF(60ºC) 0.50

fabricadas a base de segmentos de tubería son clasificados paraoperar por lo menos un SDR superior a la presión más alta que lamisma tubería. Por ejemplo, un codo o Tee fabricado consegmentos de tubería RD 11 tendrá la misma capacidad de presiónque una tubería RD 13.5. Algunas conexiones especiales como lasYes y las cruces pueden tener una capacidad de presión aún másbaja, o puede clasificarse solo para servicio sin presión. Contacte aPerformance Pipe para información específica. Algunasconexiones fabricadas están etiquetadas con el concepto “Clase dePresión” (CP) que son válidas para presiones interna de agua a73ºF (23ºC). Dado que un encofrado o refuerzo externo no seadhiere a las conexiones, estos no se pueden usar para manejarun incremento de la resistencia a la de presión de estas.

Ondas de SobrepresiónCuando hay incrementos o disminuciones en el flujo de agua en unsistema, se generan variaciones de presión.

• Ondas de presión recurrentes, PRS, son eventos repetitivos queocurren frecuentemente como cuando se enciende y apaga unabomba.

• Ondas de presión ocasionales, POS, son variaciones eventualesque suceden por ejemplo durante el uso de agua para controlarun incendio o cuando se verifica la operación de una válvula.

Las ondas (variaciones) de presión son directamenteproporcionales al en la velocidad del fluido; a mayor velocidadmayor las variaciones de presiónPor sus propiedades de elasticidad dúctil, flexibilidad, resiliencia yla resistencia a la fatiga, la tubería DriscoPlex™ tienen unatolerancia muy alta a los ciclos por cambio de presión, y por subajo módulo elástico provee un mecanismo para amortiguar losgolpes de ariete resultantes. Esta respuesta de corto plazo delmaterial produce menores sobre presiones que en otros sistemasmás rígidos como son el acero, hierro dúctil o PVC. Para el mismocambio de velocidad de agua, las ondas de presión en una tuberíade polietileno son 86% menores que en una tubería de metal y80% menor que en tubería de hierro dúctil y 50% menor que enuna tubería de PVC.A diferencia de otros sistemas de tuberías de plástico y de metal,los cambios de presión en las tuberías de polietileno DriscoPlex™están considerados por encima de la capacidad de presión de latubería.

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Clases de Presión (CP)La AWWA utiliza el término “clases de presión” para definir lacapacidad de presión bajo un conjunto de condicionespredeterminadas. Para el polietileno, la CP denota la capacidadmáxima de presión de trabajo para agua con una toleranciapredefinida de sobre presión y una temperatura máxima deoperación de 80ºF.

La tabla 6 se aprecian las Capacidades de Presión de Trabajo, lapermitida y la correspondiente variación aceptada para cambiosbruscos en la velocidad de flujo para algunos RDs de la tubería depolietileno de DriscoPlex™ . Para la mayoría de los sistemasmunicipales, la tubería de agua de DriscoPlex™ tienes mascapacidad de la necesaria para soportar los cambios de presión yde velocidad, aun y en condiciones extremas de alto flujo, comosucede cuando se limpian (flush) tuberías en operación o cuandose usan para combatir un incendio. Los efectos de la temperatura yla comportamiento a la sobre presión varían de un material a otro yse podría sacar conclusiones erróneas cuando se comparan las PCde dos materiales diferentes. Por ejemplo, el PC definido por laAWWA para una tubería C900 de PVC incluye una variaciónaceptable de presión para un flujo de agua de 2 ft/sec. Avelocidades superiores a 2 ft/sec, la tubería C900 se debereevaluar para reducir la presión de trabajo. A velocidades cerca de5 ft/sec se necesita los mismos RD`s, tanto para una tubería depolietileno DriscoPlex™ que para una tubería de PVC C900.

Indice de Presión de Trabajo (IPT)Cuando el agua fluye bajo presión por una línea, la tubería estásujeta al esfuerzo estático de la presión misma más lostranscientes de presión causadas por cambios bruscos en lavelocidad. Los estándares de la AWWA define el Índice de Presiónde Trabajo(IPT) (Working Pressure Rating) como la capacidad pararesistir la presión de trabajo(PT) con una capacidad adicionalsuficiente para resistir las sobre presiones previsibles arriba de lapresión de trabajo. La presión de operación sostenida aplicada a latubería (presión de trabajo) no deberá de ser mayor a la IPT. Losconceptos de clase de presión y el índice de presión de trabajoestán muy relacionados. La clase de presión es una relaciónbasada en condiciones de operación predefinidas por la AWWA,donde el IPT esta calculado basándose en las condiciones deoperación previsibles, de la aplicación actual. La clase de presiónpredeterminada por la AWWA puede o puede que no, seaapropiada para una aplicación determinada.

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Las siguiente relaciones entre la PT, IPT y la CP aplica:PT ≤ IPT ≤ CP

IPT para Condiciones Tipicas de OperaciónCuando las velocidades del flujo están dentro de los límites dadosen la tabla 6, y la tubería opera a 80º F o menos la siguienteecuación aplica:

IPT = CP

IPT para otras Condiciones de OperaciónEl IPT deberá de ser calculado para aplicaciones donde la

temperatura sea mayor a 80ºF, y cuando existan demandasextraordinarias de flujo que excedan las previsiones de transcientesde sobre presión de la CP. El IPT es igual al menor en lassiguientes tres condiciones:Condición 1 La CP nominal de la tubería es ajustada cuando la

temperatura es mayor a 80º F:IPT = (CP) fT

O bienCondición 2 Una y media veces la CP de la tubería ajustada

para la temperatura menos la máxima presiónresultante de los transcientes de presión recurrentes(PRS):

IPT = 1.5 (CP) fT - PRSO bien

Condición 3 Dos veces la CP de la tubería ajustada para latemperatura menos la máxima presión resultante delos transcientes de presión ocasionales (POS):

IPT = 2.0 (CP) fT - POS

Las sobre presiones permitidas, PRS y POS, se pueden establecerde manera aproximada usando las ecuaciones anteriores. Como sepuede apreciar en las ecuaciones, cuando las tuberías se operan auna presión menor al valor CP estas mantienen una capacidadmayor para soportar las variaciones de presión.

Los factores de reducción de la temperatura, fT, están reportadosen la tabla 5.Cuando la velocidad de flujo es igual o menor que el valormostrado en la tabla 6 para las condiciones de sobre presión,

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dichas variaciones de presión no serán mayores a las aceptadas.Si son menores de estás condiciones de flujo, el índice de presiónde trabajo (IPT), será igual a la clase de presión, CP. La tabla 6muestra las variaciones de presión aceptables y el correspondientecambio de velocidad para los RD usados normalmente paradistribución de agua.Cuando la velocidad del flujo es mayor de los valores reportadosen la tabla 6, la presión de trabajo (PT) debe de ser reducida paraque la combinación de la sobre presión y la presión sostenida, noexcedan la IPT de la tubería. Ver condición 1, 2 y 3 de las formulasanteriores.La resistencia a la sobre presión solo se considera para eventos detransciendes de presión. Dicha resistencia se estima de maneraadicional a la presión de trabajo, por lo que no ser consideradacomo un incremento de capacidad de presión interna, mayor a lapermitida por la presión de trabajo (PT).

Tabla 6 Resistencia a las Sobre Presiones (Surge) ◊

Resistencia QuímicaInformación acerca de las pruebas de inmersión de corto plazo endiferentes productos químicos de especimenes sin stress sepublica en el Manual de Ingeniería de Performance Pipe, PP-900.Información adicional sobre compatibilidad química puede serencontrada en la publicación TR-19 del PPI, Tubería Termoplástica

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RD IPT,psi

Transciendes Recurrentes

Sobre Presión PermitidaPRS , psi

Cambios de VelocidadCorrespondientes, fps

2117

13.511

80100130160

40.050.064.080.0

4.75.46.37.0

RD IPT,psi

Transciendes Ocasionales

Sobre Presión PermitidaPOS, psi

Cambios de VelocidadCorrespondientes, fps

2717

13.511

80100130160

80100130160

9.310.812.414.0

◊ Los valores de presión y velocidad son para agua a 80 °F (27 °C) o menores, ypueden variar para otros fluidos y temperaturas

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para el Transporte de Químicos. Puesto que las condicionesparticulares de uso pueden variar, esta información deberá de serusada como una guía preeliminar.Aunque no haya daño aparente en las pruebas de inmersión acorto plazo, esto no significa que no habrá algún efecto cuandoexista una exposición a largo plazo o sujeta a esfuerzos otemperaturas elevadas ya sean individualmente o en combinación.Cuando la información sobre la resistencia química de la tubería,para el manejo de ciertos productos o una combinación de variosquímicos no se encuentre disponible, se deberán de hacer pruebaspara determinar la capacidad de la tubería para manejarlos.Performance Pipe no provee servicios de pruebas de resistenciaquímica.

FLUJO DE FLUIDOSLa tubería DriscoPlex™ es usada para transportar fluidos quepueden ser líquidos o lodos, en los que las partículas sólidas seencuentran se transportan con líquidos, o bien gases. Esta secciónproporciona información general para flujo de agua según lasfórmulas de Hazen-Williams y de Manning y para flujo de gases aalta y baja presión de acuerdo a la fórmula de Mueller 2. Lainformación de flujo en este párrafo puede ser considerada aalgunas condiciones y aplicaciones, pero no es totalmente válidapara todas las situaciones. El usuario deberá verificar su aplicaciónantes del usarla.

Aire Atrapado y Purgado de VacioEn terreno sinuoso o montañoso se deberá evitar pérdidas depresión originadas por aire atrapado en la línea. Esta situación sepuede presentar cuando existe aire en el sistema que se acumulaen las partes altas de la tubería. Esto reduce el área hidráulica dela tubería y restringe el flujo. Venteos como son los tubos “cuello deganso” y las válvulas de expulsión de aire se pueden instalarpara evitar el aire atrapado. Si la tubería tiene puntos mas altos delos venteos de los extremos de la línea es posible que seanecesario la instalación de válvulas de admisión de aire paraprevenir el vacío, que podría colapsarla, producir un sifón o parapoder drenarla.

2 Para las fórmulas de flujo que requieran de la rugosidad interna del tubo, seusa típicamente un valor de ? = 7 x 10-5 pies.

Diámetro InternoLa tubería de polietileno con diámetro exterior controladoDriscoPlex™ esta fabricada el método de extrusión que controla eldiámetro externo y el espesor de la pared de la tubería. Comoresultado, el diámetro interno variará de acuerdo a las toleranciasen el diámetro exterior y espesor de pared, además entre otras porvariaciones como pueden ser el ovalamiento, descentrado del tubo,desalineamiento de las uniones, etc. El diámetro interno paracálculos de flujo se determina típicamente restando dos veces elpromedio del espesor de pared del diámetro exterior promedio. Elespesor promedio de pared se calcula como el espesor mínimomás el 6%. Cuando la medida del diámetro interior se necesita para propósitoscomo dimensionar insertos o rigidizadores internos que tienen queencajar con precisión en el interior de la tubería, por favor referirsea los estándares del fabricante (ASTM, AWWA, etc.) o tomar lasmedidas de la tubería.

Hazen - WilliamsPara algunas aplicaciones, algunas fórmulas empíricas se puedenaplicar, y cuando se usan dentro de sus limites, se pueden obtenerresultados confiables. Hazen y Williams desarrollaron una fórmulaempírica para el agua a 60º F. La viscosidad del agua varía conrespecto a la temperatura, por lo que se pueden tener algunasdesviaciones cuando se usar para otras temperaturas.Fórmula Hazen-Williams para pérdidas por fricción (cabeza) enpies:

Hf =(0.002083 L / d4.8655)*(100 Q / C)1.85

Fórmula Hazen-Williams para pérdidas por fricción (cabeza)en psi:Pf = (0.0009015 L / d4.8655)*(100 Q / C)1.85

Donde:Hf = Pérdida por fricción, pies de agua.L = Longitud de la tubería, pies.

d = Diámetro interno de la tubería, pulgadas.Q = Flujo, galones/min.C = Factor de fricción de Hazen-Williams, adimensionalPf = Perdida de fricción, psi.

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Tabla 7 Factor de Fricción Hazen-Williams, C

El flujo de agua que fluye en diferentes materiales y diámetros sepuede compara usando la siguiente ecuación. Los subíndices 1 y 2se refieren a la tubería de la que se conocen los datos y de la queno se conocen.

% flujo =100(d2 / d1) * (C2 / C1)0.3806

ManningPara el flujo de agua en un canal abierto bajo una pendienteconstante y una sección transversal uniforme del canal, laecuación Manning puede ser usada. Un flujo de canal abiertoexiste cuando en una tubería que opera parcialmente llena. Comola formula Hazen-Williams, la ecuación de Manning está limitadapara agua o líquidos con la viscosidad cinemática igual al agua.Ecuación de Manning

V=(1.486 / n) r2/3 S1/2

En donde:V= velocidad de flujo, pies/segundo.n = coeficiente de rugosidad, adimensional (tabla 8).r = radio hidráulico, pies.

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Material de la Tubería Valores de C

RangoAlto/Bajo

ValorPromedio

Valor Típicodel Diseño

Tubería de Polietileno 160/150 150-155A 150

Tubería de Cemento, hierro ometal cementada en el interior

160/130 148 140

Tubera o tubing de cobre, plomo,estao o vidrio

150/120 140 130

Madera 145/110 120 110

Acero con y sin costura 150/80 130 100

Hierro dúctil o vaciado 150/80 130 100

Concreto 152/85 120 100

Acero Corrugado - 60 60

A Determinado con la presencia del labio de fusión interior.

r = A / P

A = área de la sección transversal, pies cuadrados.P = perímetro mojado por el flujo, pies.

S = pendiente hidráulica, pies/pies.

S = h1 - h2 / L = hf / L

h1 = elevación aguas arriba de la tubería.h2 = elevación aguas abajo de la tubería.hf = perdida por fricción (cabeza), pies de liquido.

Es recomendable combinar la ecuación Manning con:

Q = AV

Para obtenerQ = (1.486 A/n) r2/3 S1/2

Cuando los términos son definidos como en la formula anterior y:

Q = flujo, pies cúbicos / segundos

Cuando una tubería circular esta operando llena o medio llena

r = D / 4 = d / 48

Donde

D =diámetro del tubo, piesd = diámetro del tubo, pulgadas

Para flujo lleno de la tubería en pies cúbicos por segundo se puedecalcular usando:

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Q = (6.136 x 10-4) (d8/3 S1/2) / n

El flujo a tubo lleno en galones por minuto puede ser estimadousando:

Q´ = 0.275 (d8/3 S1/2 ) / n

Tuberías casi llenas moverán mas líquido que una tuberíatotalmente llena. Cuando la tubería está ligeramente debajo de sucapacidad total el radio hidráulico se reduce de manerasignificativa, pero el área de flujo se reduce muy poco. El flujomáximo de la tubería se alcanza al 93% de la capacidad de latubería, y la velocidad máxima al 78% de la capacidad de esta.

Tabla 8 Valores de n para el uso en la ecuación Manning

Flujos Comparativos para EncamisadosLa rehabilitación de tuberías de drenaje por gravedad dañadas, sepuede realizar instalando un encamisado de polietileno en elinterior del tubo original. Para la instalación de un encamisadonormal, se requiere de un claro entre el diámetro exterior del tubonuevo de polietileno y el diámetro interior de la tubería existente.Después de la rehabilitación la sección transversal de la tuberíarehabilitada se verá reducida. Sin embargo, los encamisados contubería de polietileno DriscoPlex™ tienen una superficie lisa queresiste el envejecimiento y la incrustación. Pese a lo anterior, esposible hacer un encamisado y mantener toda o la mayoría de lacapacidad de flujo original. Ver tabla 9

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Superficie Rango de n Diseño típicode n

Tubería de Polietileno 0.008-0.011 0.009

Tubería de Hierro dúctil sin recubrimiento 0.012-0.015 0.013

Tubería de Acero Corrugada 0.021-0.030 0.024

Tubería de Concreto 0.012-0.016 0.015

Tubería de Cerámica Cristalizada 0.011-0.017 0.013

Atarjeas de Cemento y Ladrillos 0.012-0.017 0.015

Madera 0.010-0.013 0.011

Canales de mampostera 0.017-0.030 0.021

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La capacidad de flujos comparativos de tuberías circulares puedenser determinadas por las siguientes formulas:

% flujo = 100 (Q1 / Q2) = 100(d18/3 / n1) / (d2

8/3 / n2)

La tabla 9 fue desarrollada usando la formula anterior donde d1 =Diam. Interior del encamisado y d2 = Diam. Interior existente deldrenaje existente.

Flujo de Gas CompresibleLas fórmulas para estimar los flujos de gas en tuberías lisas depolietileno DriscoPlex™ se pueden usar:

FLUJO DE GAS DE ALTA PRESIÓN

Para presiones mayores a 1 psig, la ecuación Mueller de altapresión puede ser usada. Debido a algunas consideraciones de laecuación, el flujo calculado puede ser diferente al flujo real.Ecuación Mueller de alta presión:

Qh = (2826d2.725 / Sg0.425)*(p1

2 - p22 / L)0.575

Donde:Qh = flujo, ft3 estándar /hora.

Sg = gravedad especifica del gas. (Tabla 35)p1 = presión de entrada, lb/in2 absolutas.p2 = presión de salida, lb/in2 absolutas.L = longitud, pies.d = Diámetro interior, pulgadas.

FLUJO DE GAS DE BAJA PRESIÓN

Para presiones menores a 1 psig, como pueden ser las líneas derecolección de biogas en rellenos sanitarios o control de olores enplantas de tratamiento, se puede usar la fórmula de Mueller parabaja presión.

Ecuación Mueller para baja presión:

Qh = (2971d2.725 / Sg0.425) (h1 - h2 / L)0.575

Donde los términos usados son los mismos mas:h1 = presión de entrada, pulgadas de H2Oh2 = presión de salida, pulgadas de H2O

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Perdidas por Fricción en las Válvulas y ConexionesEl flujo que circula por válvulas y conexiones experimentaráperdidas por fricción, y esta pérdida se expresa normalmente comoel equivalente en la longitud de la tubería. La longitud equivalentese calcula multiplicando el coeficiente de resistenciacorrespondiente, K´, por el diámetro del accesorio, D, en pies.

L = K´ D

Tabla 10 Longitudes Equivalentes de las conexiones, K´D

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Ajuste KD

Codo Moldeado de 90º 30 D

Codo Moldeado de 45º 16 D

Codo Fabricado de 15º 4 D

Codo Fabricado de 22.5º 6 D




Codo Fabricado de 67.5º 18 D



Tee recta de ramaleo (con silleta) 60 D

Tee recta 20 D

Válvula de Globo convencional, abierta 350 D

Válvula de Angulo convencional, abierta 180 D

Válvula Convencional de Compuerta, abierta 15 D

Válvula de Mariposa abierta 40 D

Válvula Convencional Check de Columpio 100 D

EFECTOS TÉRMICOSComo respuesta a los cambios de temperatura la tubería depolietileno sin anclajes tendrá un cambio de longitud. La tuberíaanclada o restringida desarrollará un esfuerzo longitudinal en lugarde sufrir un cambio en su longitud. Este esfuerzo será de tensióncuando la temperatura disminuye y será de compresión cuando latemperatura aumenta. Si el nivel del esfuerzo a compresión, superala resistencia del tubo al aplastamiento por la altura del relleno, enla sección anclada o restringida, entonces se podría tener un tubocolapsado de manera lateral. A pesar de que el esfuerzo térmico esbien tolerado por la tubería de polietileno, una tubería anclada orestringida puede añadir un esfuerzo adicional a las estructurasque hacen el anclaje. Por lo que las estructuras de anclaje deberánde ser diseñadas para resistir estos efectos térmicos y las cargasgeneradas que pueden ser significantes, especialmente durante lacontracción por temperatura.

Efectos termicos sin ReestricciónEl cambio en la longitud teórica para una tubería sin restricción enuna superficie sin fricción es:

!L = L a !T

Donde:!L = cambio de longitud, pulgadasL = longitud de la tubería, pulgadasa = coeficiente de expansión térmico, pulgadas / pulgadas / º F,

= aproximadamente 9.0 x 10-5 pulgadas / pulgadas / º F paraDriscoPlex™ PE 3408

!T = cambio de temperatura, º F

Una regla aproximada “de dedo” es 1/10/100, esto es que habrá uncambio de 1 pulgada, por cada 10º F de variación, por cada 100pies de tubería. Este es un cambio significativo de longitud, si locomparamos con otros materiales de tubería y deberá ser tomadoen cuenta cuando se diseña una línea sin restricciones; como lasque operan en la superficie o soportada en estructuras. Unaumento en la temperatura producirá en un incremento en lalongitud de la tubería y una disminución en la temperatura originaráuna disminución en la longitud.

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Efectos Térmicos en la Tubería anclada o sujetaUn segmento de tubo que esta sujeto o anclado en ambosextremos y que esta sujeto a una disminución de la temperaturaaplicará cargas a tensión importantes en los elementos desujeción. El esfuerzo de contracción térmico puede serdeterminado usando:

s = E a !T

Con los términos iguales a la fórmula anterior y:s = Esfuerzo longitudinal en la tubería, psi

E = módulo elástico, psi ( Tabla 11)

La selección del módulo elástico puede tener un gran impactoen el esfuerzo calculado. Cuando se determina el intervalo detiempo adecuado, considere que la transferencia de calor ocurre enun plazo bastante lento a través de las paredes de la tubería depolietileno, por lo que los cambios de temperatura no ocurrenrápidamente. Entonces, la temperatura promedio es la que seselecciona cuando se elige el módulo elástico.Mientras el esfuerzo de tensión longitudinal ve aumentando en lapared de la tubería, una carga de empuje se crea en lasestructuras de sujeción de los extremos. Esta carga puede serbastante significante y puede ser determinada usando:

F = s A

Donde los términos son los mismos que las formulas anteriores y:F = Fuerza de empuje en los extremos, lbA = Área de la sección transversal de la tubería, in2

Tabla 11 Módulos Elásticos Típicos para DriscoPlex™ PE 3408

Las tuberías de polietileno son flexibles y no transmiten la fuerzade compresión muy bien. Cuando la temperatura aumenta, latubería usualmente se moverá lateralmente (“serpenteado”) antesde desarrollar fuerzas de compresión en las sujecionesestructurales. Los movimientos laterales pueden ser estimados por:

y = L "#((a !T ) / 2) Donde:

y = deflexión lateral, pulgadasL = distancia entre los extremos, pulgadasa = coeficiente de expansión térmico, pulgadas / pulgadas / º F,

!T = cambio de temperatura, º FUna tubería larga y semi-restringida, puede moverse en cualquierde los dos lados de la línea central. El movimiento total sería:

YT = 2(!y) + DLos términos son los mismos a la formula dada y:

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Duraciónde laCarga

Módulo elástico †, 1000 psi (MPa), a Temperatura, º F (º C)

-20(-29)

0(-18)

40(4)

60(16)

73(23)

100(38)

120 (49)

140(60)

Corto-Tiempo

300.0(2069)

260.0(1793)

170.0(1172)

130.0(896)

110.0(758)

100.0(690)

65.0(448)

50.0(345)

10 h 140.8(971)

122.0(841)

79.8(550)

61.0(421)

57.5(396)

46.9(323)

30.5(210)

23.5(162)

100 h 125.4(865)

108.7(749)

71.0(490)

54.3(374)

51.2(353)

41.8(288)

27.2(188)

20.9(144)

1000 h 107.0(738)

92.8(640)

60.7(419)

46.4(320)

43.7(301)

35.7(246)

23.2(160)

17.8(123)

1 Año 93.0(641)

80.6(556)

52.7(363)

40.3(278)

38.0(262)

31.0(214)

20.2(139)

15.5(107)

10 Años 77.4(534)

67.1(463)

43.9(303)

33.5(231)

31.6(218)

25.8(178)

16.8(116)

12.9(89)

50 Años 69.1(476)

59.9(413)

39.1(270)

29.9(206)

28.2(194)

23.0(159)

15.0(103)

11.5(79)

† valores típicos basados en pruebas de especimenes moldeados según ASTMD 638.

YT = deflexión total, pulgadasD = diámetro de la tubería, pulgadas

Para minimizar los esfuerzos de carga en las sujeciones o paracontrolar hacia que lado (del centro) la tubería se va a doblar, sepuede inducir una deflexión inicial para que esta no regrese a unaposición recta a la temperatura mínima esperada. Igualmente,durante la expansión térmica, una tubería flexionada(“serpenteada”) requiere una fuerza menor a la estimada paracontinuarse flexionando. Al momento de la instalación se deberáconsiderar la diferencia de temperaturas esperada entre la deinstalación y la mínima estimada. Usando este cambio detemperatura y la distancia entre los puntos de sujeción, determinela deflexión lateral, e instale la tubería con esta deflexión lateralcalculada adicional a la deflexión lateral mínima especificada por eldiseñador.Se debe tener mucho cuidado para asegurar que la deflexión porexpansión térmica no resulte en un rizo de la tubería al girarse. Lacurvatura por flexión originada por la expansión térmica no deberáde mas cerrada que el radio de curvatura mínimo para doblado dela tubería en frío. Ver tabla 26.

Juntas de ExpansiónEn general, las juntas de expansión no son recomendadas parausarse en tuberías de polietileno, especialmente en tuberíaspresurizadas. Si se usan, dichas juntas deberán de serespecíficamente diseñadas para usarse en estas tuberías, ydeberán de trabajar con fuerzas longitudinales muy bajas y permitirgrandes movimientos. Las juntas de expansión que son usadascon tuberías de otros materiales, no son recomendadas para elpolietileno por diferentes razones. (1) La distancia de expansión deestas piezas es normalmente insuficiente para el polietileno. (2) Lafuerza requerida para activar las juntas puede ser demasiada, elPE genera fuerza muy pequeñas que antes hacer trabajar la juntapueden dañar al mismo tubo. (3) Las juntas de expansión paraservicio presurizado pueden tener componentes internos y altrabajar con la presión generarán fuerzas adicionales en losextremo de la tubería. La tubería de PE tiene un resistencia baja alos esfuerzos en los extremos de sujeción y lo mas seguro es quese doblara hacia los lados (“serpentear”) antes de comprimir lasjuntas de expansión. Contacte al fabricador de las juntas deexpansión antes de usarlas en tubería de PE.

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Transferencia de CalorLa tubería de polietileno puede ser calentada con traza de calor,aislada o ambas. La temperatura estará controlada para mantenerla temperatura a los niveles máximos recomendados de dichastrazas de calor (máximo 120º F) y deberán de ser aplicadas concinta metálica sensitiva a la presión sobre la tubería. La cintametálica ayuda a distribuir el calor en la superficie de la tubería. Términos de conductividad térmica:

C = conductancia térmica, BTU / (hr - ft2 - ºF)

C = k / t = 1 / R

t = espesor, pulgadas

Tabla 12 Propiedades Térmicas Típicas para DriscoPlex™ HDPE

SOPORTES SUPERFICIALES.Las aplicaciones superficiales frecuentemente requieren suportesque no son continuos para la tubería de polietileno DriscoPlex™ .Aplicaciones como esta usualmente involucran racks o “mochetas”para la tubería, de forma deslizante, o suspendido de unaestructura. En tales casos la tubería deberá de ser soportadacorrectamente, los movimientos generados por la expansión ycontracción térmica deberán de ser considerados, así como elespaciamiento de los soportes deberá limitar la deflexión verticalentre los apoyos.Los soportes para la tubería DriscoPlex™ deben de cubrir almenos 120º de la parte inferior de la tubería, y de un ancho cuandomenos de un medio del diámetro de la tubería. Los filos y esquinasdeberán de ser redondeados o cubiertos para prevenir un efecto decorte en la tubería. Los soportes comerciales como los U-BOLTS,los ganchos de cinta delgada, y los soportes de tipo rodillo no sonrecomendados a menos de que sean modificados para cumplir conlas especificaciones de ancho y cobertura. El peso de la tubería ysu contenido deberán de ser distribuidos sobre una superficieamplia. Los soportes angostos pueden concentrar grandescantidades de esfuerzo, lo que puede originar a una falla de latubería. En las figuras 1 y 2 se muestran algunos soportes y losganchos.

Propiedad Referencia ASTM Valor Nominal

Conductividad Térmica, k C 177 3.5 BTU / (hr - ft2 - ºF)/in

Resistencia Térmica, R (1 espesor) - 0.3 (hr - ft2- ºF) / BTU

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Fig. 1 Soporte para Tuberías

Fig. 2 Soporte Colgante de Tubería

1/2 Diámetro de Ancho

Todos los Extremos Redondeados

Soportar 1/3de la Parte

Inferior del Tubo

120ºMin.

Permite Movimientos Laterales

Espaciamiento de los SoportesEl espaciamiento de los soportes depende de las deflexionesaceptables entre soportes, y esto a su vez depende de la tubería,el fluido en ella, y de la temperatura de servicio. Performance Piperecomienda que la deflexión aceptable entre soportes a largoplazo, no debe de exceder 1”. El espaciamiento recomendado pudeser determinado por:

LS = 4"#((384 E l yS) / 5 (Wp+Wf))

LS = distancia entre los soportes, inE = módulo a largo plazo para la temperatura de servicio, lb/in2

(Ver Tabla 11)l = momento de la inercia, in4

yS = deflexión entre los soportes, inWp = peso de la tubería, lb/inWf = peso del fluido en la tubería, lb/in

Cada soporte en la tubería esta cargado en ambos lados. Cuandolos soportes en una línea están igualmente espaciados, la carga enlos soportes será:

WR = L (Wp + Wf)

Donde:WR = Carga en los soportes, Libras.

Cuando los soportes están en el principio o al final de la línea,estos solo están cargados de un lado, entonces la carga en estossoportes será:

WE = L(Wp+Wf)/2Donde:

WE = Carga en los soportes de los extremos, Libras.

Los valores para el espaciado de los soportes estan dados en latabla 13, y fueron determinados usando una deflexión de 1” entubería DriscoPlex™ PE 3408, llenas con agua a 73º F (23º C)

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El espaciamiento de los soportes podrá ser mayor a temperaturasbajas y cuando la tubería no está completamente llena o el fluidodentro de ella es mas ligero que el agua (gases, etc). Elespaciamiento será menor para temperaturas altas y para fluidosque son más pesados que el agua (salmueras, lodos, etc.). Lasformulas para el espaciamiento en está sección o en el Manual deIngeniería de Performance Pipe (PP-900) puden de ser usadascuando las condiciones sean diferentes a las de la tabla 13.

Figura 3 Espaciado de Soportes

L

L/2

Soporte Soporte

1” DefecciónMáxima a Largo

Plazo

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Tabla 13 Espaciamiento de Soportes para tuberíasDriscoPlex™ PE 3408 ◊

TamañoIPS D. Ext in

Espaciado de Soportes, en Pies

RD7.3

RD9

RD11

RD13.5

RD17

RD21

RD26

RD32.5

RD41

2 2.375 5.3 5.1 4.9

3 3.500 6.4 6.2 6.0 5,8 5.5 5.3

4 4.500 7.3 7.0 6.8 6.5 6.3 6.0 5.7 5.4

5 5.563 8.1 7.8 7.6 7.3 7.0 6.7 6.4 6.0

6 6.625 8.8 8.5 8.3 7.9 7.6 7.3 6.9 6.6

8 8.625 10.1 9.7 9.4 9.1 8.7 8.3 7.9 7.5

10 10.750 11.2 10.9 10.5 10.1 9.7 9.2 8.8 8.4

12 12.750 12.2 11.9 11.5 11.0 10.5 10.1 9.6 9.1

14 14.000 12.8 12.4 12.0 11.5 11.0 10.6 10.1 9.6

16 16.000 13.7 13.3 12.8 12.3 11.8 11.3 10.8 10.2

18 18.000 14.5 14.1 13.6 13.1 12.5 12.0 11.4 10.9

20 20.000 15.3 14.8 14.3 13.8 13.2 12.6 12.0 11.5

22 22.000 16.1 15.6 15.0 14.5 13.8 13.2 12.8 12.0

24 24.000 16.8 16.3 15.7 15.1 14.4 13.8 13.2 12.5

26 26.000 17.5 16.9 16.3 15.7 15.0 14.4 13.7 13.1

28 28.000 17.6 17.0 16.3 15.6 14.9 14.2 13.5

30 30.000 18.2 17.6 16.9 16.1 15.4 14.7 14.0 13.3

32 32.000 18.8 18.1 17.5 16.7 15.9 15.2 14.5 13.7

34 34.000 18.7 18.0 17.2 16.4 15.7 14.9 14.2

36 36.000 19.2 18.5 17.7 16.9 16.2 15.4 14.6

42 42.000 20.0 19.1 18.3 17.4 16.6 15.7

48 48.000 21.4 20.4 19.5 18.6 17.7 16.8

54 54.000 21.7 20.7 19.8 18.8 17.8

◊ El espaciamiento es para la tubería DriscoPlex™ PE 3408 llena de agua a 73ºF (23º C). El espaciamiento cambiara si la temperatura o los fluidos sondiferentes

DISEÑO DE LAS TUBERÍAS ENTERRADASEl diseñó de una tubería subterránea se basa en la interacciónentre la tubería de polietileno y el terreno adyacente. Tanto larigidez de la tubería como del terreno, determinan el diseño delrelleno y el comportamiento de la aplicación.El relleno y las fuerzas (dinámicas y estáticas) de la superficiecausaran una deflexión vertical y horizontal en la tubería. Estadeflexión en la tubería moviliza las fuerzas de resistencia pasivadel relleno circundante, que a su vez limita dicha deflexiónhorizontal y balancea la carga vertical. Una mayor resistenciapasiva del relleno se da cuando el envolvente de tierra se vuelvemás rígido, por lo que se tiene una menor deflexión. La mayoría delas tuberías de polietileno se consideran flexibles porque la tuberíacontribuye menos que el terreno circundante para resistir ladeflexión.Cuando se utiliza tubería de polietileno es importante verificar encada aplicación, que el diseño sea adecuado para su instalación,esto incluye a la tubería y el relleno a usar. Performance Pipepublica información amplia sobre el diseño de tubería enterrada ensu Manual de Ingeniería, PP-900 y puede ser aplicada paratuberías flexibles y rígidas. Debido a las complejidades de lainteracción de la tubería-relleno, es importante contar con laasesoría de un ingeniero calificado, para el diseño de la tuberíaenterrada, según los requerimientos específicos de cadaaplicación.Las guías de diseño en el Manual de Ingeniería de PerformancePipe, PP-990 son complementarias con los estándares deinstalación reconocidos en la industria para tuberías flexibles, comoson los estándares ASTM D-2321 Practicas Estándar para laInstalación Subterránea de Tuberías Termoplásticas para Drenajesy otras Aplicaciones de Flujo por Gravedad y el ASTM D-2774Practicas Estándar para la Instalación Subterránea de TuberíasTermoplásticas a Presión.

Flotación por nivel freático de AguaUna tubería o un registro-hombre enterrado pueden ser sujetos aflotación por el nivel freático del agua alrededor de la tubería. Latubería de polietileno es ligera y fácil de manejar e instalar, ya quesu peso es más ligero, si lo comparamos con tuberías de metal oconcreto, y por esta razón se hace necesario revisar su diseñopara evitar que pueda flotar como consecuencia de altos nivelesfreáticos de agua.

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Una regla “de dedo” es que cuando la tubería esta enterrada en unterreno normal saturado (aprox. 120 lb / ft3), con una profundidadde al menos una y media veces el diámetro del tubo, generalmenteno estará sujeta a los efectos de flotación. Sin embargo, esteefecto de flotación deberá de revisarse si se entierra en terrenosmas ligeros, o con una profundidad menor, o bien si se sabe que latubería podrá tener bajos niveles de flujo durante temporadas dealto nivel freático.Comparadas con las tuberías, los registro hombres son menos

resistentes a los efectos de flotación porque la elevación de estos,elimina el prisma de carga del terreno que si existe en el caso de latubería enterrada. En algunas condiciones de nivel freático, laresistencia creada por fricción de la tierra alrededor del registro, yel prisma de carga del terreno sobre las conexiones de salida, noson suficientes para prevenir la flotación, entonces se puederequerir de algún tipo de anclaje adicional en el registro.Es posible usar placas de anclaje anti-flotación, estas sonplanchas de concreto reforzado que se colocan encima de lasconexiones de salida de los registros hombre. Ver figura 4. Losanclajes proveen de peso adicional para contrarrestar la fuerza deflotación en la base del registro. Los anclajes anti-flotación seráninstalados alrededor del registro y sobre las conexiones de salida.Dependiendo del diseño del registro y de sus conexiones, elanclaje anti-flotación puede usar unos anillos alrededor del registroy encima o debajo de las conexiones, y luego aplicando una placade concreto anti-flotación encima del collarín (no ilustrado).Información sobre el diseño de anclaje anti-flotación se encuentradisponible en el Manual de Ingeniería de Performance Pipe, PP-990 y la Guía de Referencia para Registros de Polietileno, PP-902y no se encuentra en este manual.

Figura 4 Instalación de Placas Anti-Flotación

CONSIDERACIONES DE DISEÑO EN AMBIENTEACUÁTICOLas aplicaciones en ambientes acuáticos incluyen cualquierinstalación en la cual el ambiente predominante se agua, comodescargas y tomas de agua, ríos, lagos, cruces de corrientes,tuberías flotantes y sumergidas e instalaciones en áreaspantanosas. Además los encamisados puede que requieranconsideraciones de diseño, para las cargas hidrostáticas externasque se pueden presentar. Los diseños para estas situacionesincluyen la presión hidráulica externa, contrapesos para lastrado, yrevisar si la tubería está flotando o sobre la superficie.

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Diam. Del Registro

Vista de Planta

Todo el rellenocompactado a unmínimo de 90% dedensidad ProctorEstándar

Registo Hombre

AnclajesAnti-flotación

Vista en Corte

4’

6´min9´max

4’

Presión Hidráulica ExternaPara los propósitos de está análisis, las tuberías sin sujecionesDriscoPlex, son tuberías sueltas que no están encapsuladas enningún tipo de relleno (concreto, suelo cemento, grout, etc).Cuando la línea puede estar sumergida en forma ocasional ocontinua y si la presión hidráulica externa sobrepasa la resistenciade la tubería, esta puede colapsarse.

La resistencia de la tubería a ser aplastada por cargas externasdebe ser considerada para aplicaciones como: tuberías quetransportan gases, operan parcialmente llenas de líquido ocualquier aplicación donde la presión interna sea menor a lapresión hidráulica externa.Esta resistencia normalmente no aplica en tuberías comodescargas y entradas de agua (del mar o lagos) donde un extremode la tubería esta abierto al ambiente, o para tubería de agua odrenaje que pasa por debajo de ríos, riachuelos y lagos. Las líneasque tienen los extremos abiertos tendrán la presión balanceada y lapresión estática en una tubería llena que cruza un cuerpo de agua,normalmente será la misma o mayor que la columna de agua sobrela tubería.

Tabla 14 Resistencias de Presión Externa

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Los valores son para un ovalamiento de la tubería de 3% e incluye un factor deprotección de 2%. Multiplique el valor en psi por 2.307 para obtener pies de agua.

Temp. deServicio, ºF

RD de laTubería

Resistencia de Presión Externa, psi

50 Años 10 Años 1 Año 1000 h 100 h 10 h

40

9 72.8 81.7 98.1 113.0 132.2 148.5

11 37.3 41.8 50.2 57.8 67.7 76.0

13.5 19.1 21.4 25.7 29.6 34.6 38.9

17 9.1 10.2 12.3 14.4 16.5 18.6

21 4.7 5.2 6.3 7.2 8.5 9.5

26 2.4 2.7 3.2 3.7 4.3 4.9

32.5 1.2 1.3 1.6 1.9 2.2 2.4

60

9 55.7 62.4 75.0 86.4 101.1 113.5

11 28.5 31.9 38.4 44.2 51.7 58.1

13.5 14.6 16.3 19.7 22.6 26.5 29.8

17 7.0 7.8 9.4 10.8 12.6 14.2

21 3.6 4.0 4.8 5.5 6.5 7.3

26 1.8 2.0 2.5 2.8 3.3 3.7

32.5 0.9 1.0 1.2 1.4 1.7 1.9

Lastres Para Hundir Los TubosLos materiales de polietileno DriscoPlex™ son más ligeros que elagua y al tubería flotará un poco sobre la superficie, aún cuandoeste llena con agua. Sin una tubería debe estar sumergida, está sedeberá lastrar para evitar que flote.

El diseño del peso del lastre considera el peso y volumen de latubería, el contenido de la tubería y las condiciones ambientales.Los lastres de hundimiento se espacian usualmente de 10 a 15pies entre ellos para evitar una curvatura excesiva y esfuerzoalto durante y después de la instalación.

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Los valores son para un ovalamiento de la tubería de 3% e incluye un factor deprotección de 2%. Multiplique el valor en psi por 2.307 para obtener pies de agua.

Temp. deServicio, ºF

RD de laTubería

Resistencia de Presión Externa, psi

50 Años 10 Años 1 Año 1000 h 100 h 10 h

73

9 52.6 58.8 70.7 81.3 95.3 107.0

11 26.9 30.1 36.2 41.6 48.8 54.8

13.5 13.8 15.4 18.5 21.3 25.0 28.1

17 6.6 7.4 8.8 10.2 11.9 13.4

21 3.4 3.8 4.5 5.2 6.1 6.8

26 1.7 1.9 2.3 2.7 3.1 3.5

32.5 0.9 1.0 1.2 1.3 1.6 1.8

100

9 42.8 48.0 57.7 66.4 77.8 87.3

11 21.9 24.6 29.5 34.0 39.8 44.7

13.5 11.2 12.6 15.1 17.4 20.4 22.9

17 5.4 6.0 7.2 8.3 9.7 10.9

21 2.7 3.1 3.7 4.3 5.0 5.6

26 1.4 1.6 1.9 2.2 2.5 2.9

32.5 0.7 0.8 0.9 1.1 1.3 1.4

120 9 27.9 31.3 37.6 43.2 50.6 56.8

11 14.3 16 19.3 22.1 25.9 29.1

13.5 7.3 8.2 9.9 11.3 13.3 14.9

17 3.5 3.9 4.7 5.4 6.3 7.1

21 1.8 2.0 2.4 2.8 3.2 3.6

26 0.9 1.0 1.2 1.4 1.7 1.9

32.5 0.5 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9

DISEÑO PASO A PASO DE LASTRES

Vea los Boletines Performance Pipe PP-152 y PP-153 para lasdimensiones y pesos de la tubería.Paso 1Determine el volumen del líquido desplazado y la flotación para unpie de tubería:

Vp = p D2 / 576Bp = Vp K vLO

Donde:

Vp = volumen desplazado por la tubería, ft3/ftD = diámetro exterior de la tubería, inBp = flotación de la tubería, lb/ftK = multiplicador de flotación (Tabla 15)vLO = peso especifico del líquido en el exterior de la tubería, lb/ft3

El multiplicador de flotación, K, es un elemento para compensar losefectos de las corrientes y el oleaje. A menos de que se deseé unaflotación neutral, el valor de K será mayor a 1.0

Tabla 15 Multiplicador de flotación, K

La tabla 16 muestra peso específicos de algunos líquidos. Paraotros líquidos y lodos la siguiente formula puede ser usada paracalcular el peso especifico, cuando la gravedad específica de loslíquidos es conocida. Para gases (aire, gas, dióxido de carbono,etc.) en la tubería, considera ana gravedad específica de cero conrelación al agua.

vL = 62.4 SL

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Ambiente bajo el agua K

Flotación Neutral 1.0

Lagos, lagunas, corrientes lentas o riachuelos, corrientes yoleajes bajos

1.3

Corrientes fuertes o ros u oleajes altos 1.5

Donde:vL = peso especifico del líquidoSL = gravedad especifica del líquido

Tabla 16 Pesos por Gravedad Especifica de los Líquidos a 60ºF(15º C)

Paso 2Determine la flotación negativa (peso de la tubería y peso delcontenido de la tubería)

VB = p d2 / 576BN = Wp + (Vb vLI )

DondeVB = volumen interno de la tubería, ft3 / ftd = diámetro interno de la tubería, inBN = flotación negativa, lb / ftWp = peso de la tubería, lb / ftvLI = peso especifico del líquido en el interior de la tubería, lb / ft3

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Liquido Gravedad Especifica, SL Peso Especifico, vL

Gasolina 0.68 42.5

Keroseno 0.80 50.2

Petróleo Crudo 0.86 53.1

Agua Dulce 1.00 62.4

Agua Salada 1.026 64.0

Salmuera, 6% NaCl 1.044 65.1




Salmuera, 6% CaCl 1.050 65.52





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Paso 3 Determine el peso del lastre:

WBS = BP - BN

Donde:

WBS = peso del lastre, Lb/ft

Paso 4El diseñador deberá de escoger un material apropiado para ellastre (concreto, acero, etc.) Para el material de lastrade elegido,determine el peso seco:

WBD = L WBS vB / (vB - K vLO)Donde:

WBD = peso seco del lastre, lb

L = espaciamiento de las piezas de lastre, ft vB = peso especifico del material de lastre, lb/ft3

FORMA DE LOS LASTRES

Los lastres o “muertos” son usualmente fabricados de concretoreforzado, lo cual le da mayor flexibilidad al diseño de las formas.Los “muertos” son usualmente fabricados en dos o mas seccionesque hacen se ensamblan alrededor de la tubería, como proteccióna la tubería se coloca un “colchón” de un elastómero entre ambos.Las piezas del lastre deberán de haber una holgura entre ambas,para que cuando se haga el apriete sobre la tubería, las seccionesqueden bien sujetas y no se deslizarán sobre los tubos. En generallos lastres son de fondo plano y mas pesados en la sección inferior.Con esto se previene que se giren en situaciones donde hayacorrientes cruzadas. Los cinchos o tornillería que se use parasujetar las secciones del lastre deberán de ser resistentes alambiente marino.

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Figura 5 Contra peso de Concreto

Figura 6 Contra peso de Concreto

Lineas de Tubería FlotanteEn tuberías que son utilizadas para dragado o descargar lodospuede ser necesario que floten sobre la superficie del agua. Elpolietileno es 4.5% mas ligero que el agua, entonces la tuberíaflotara cuando este llena de agua. Pero algunos lodos puedenpesar mas que el agua y por tanto la tubería pueden hundirse.Cuando la tubería esta soportada con flotadores sobre lasuperficie, estos deberán de soportar su propio peso, el peso de latubería y el peso del contenido de la tubería.

“Colchón” de Elastómeroalrededor del tubo

Lastre deConcreto Reforzado

D

D

Holgura “Colchón” de Elastómeroalrededor del tubo

Lastre deConcreto Reforzado

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Al flotar en la superficie, el desplazamiento de agua producido porla línea de tubería reduce los requerimientos de flotadores. En lasFiguras 7 y 8 se ilustran métodos para colocar los flotadores.

Figura 7 Flotación sobre la Superficie

Figura 8 Flotación en la Superficie

Espaciado Recomendadode los Flotadores

Flotador

Flotador

Flotador

Tubería Vista de Planta

Vista de Planta

Vista Lateral

Corte A-A

Soporte de la Tubería

Banda no MetálicaAlrededor de la Tuberíay los Flotadores

Tubería

Tubería

A

A

TUBERÍA DE POLIETILENO COMO FLOTADOR

La tubería controlada de polietileno DriscoPlex(r) puede ser usadacomo flotador para soportar otras líneas de tubería sobre el agua oen la superficie. Típicamente los flotadores son piezas de tuberíaque están cerradas en los extremos. Los flotadores puedenllenarse con espuma de bajo peso, con lo que se previene laposible entrada de agua, en caso de que algún daño físico leocurriera al flotador, imposibilitando su funcionamiento.El diseño del flotador es un proceso iterativo, dado que el flotadordebe de soportar su propio peso mas la carga aplicada. El primerpaso es determinar la carga y tomar un tamaño inicial del flotador.

Paso 1.- Determinación de la CargaLa carga soportada es el peso de la tubería que debe flotar, mas elpeso de su contenido así como el peso del flotador y de laestructura de amarre entre el conjunto. Si la tubería esta llena conespuma el peso del relleno deberá de ser incluido.

P = WP + WC + WS + WF + WM

Donde:P = carga soportada, lb / ftWP = peso de la tubería, lb / ftWC = peso del contenido de la tubería, lb / ft

WS = peso de la estructura de “amarre”, lbWF = peso del flotador, lb / ft (Tabla 17)WM = peso de la espuma, lb / ft

WM = VF MM

VF = volumen interno del flotador, ft3 / ft (Tabla 17)MM = densidad de la espuma, lb / ft3

Normalmente las espumas termoplásticas pesan de 2 a 3 lb / ft3.El espaciamiento de los flotadores no deberá de exceder ladistancia máxima recomendada. Ver tabla 13.

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Tabla 17 Propiedades de Flotación del Polietileno †.

Paso 2 Porcentaje del Flotador SumergidoEl porcentaje de sumergimiento es el porcentaje del flotador queesta sumergido en el agua como ilustrado en la figura 9.

% Sumergimiento = 100 (h / d)

Donde: h = Longitud de la tubería bajo el nivel del agua, in

d = diámetro de la tubería, in (Tabla 17)

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DiámetroNominal

Diámetro delFlotador d, in

Peso delFlotador WF

lb / ft

Empuje delFlotador, B,

lb / ft

VolumenInterno, VF,

ft3 / ft4 4.500 0.83 6.9 0.097

6 6.625 1.80 14.9 0.211

8 8.625 3.05 25.3 0.357

10 10.750 4.75 39.3 0.555

12 12.750 6.67 55.3 0.781

14 14.000 8.05 66.7 0.941

16 16.000 10.50 87.1 1.230

18 18.000 13.30 110 1.556

20 20.000 16.41 136 1.921

22 22.000 19.86 165 2.325

24 24.000 23.62 196 2.767

26 26.000 27.74 230 3.247

28 28.000 32.19 267 3.766

30 30.000 36.93 306 4.323

32 32.000 42.04 349 4.919

34 34.000 47.43 393 5.553

36 36.000 53.20 441 6.225

† Propiedades basadas en el polietileno negro HDPE (densidad 0.955 g/cm3) ytubería DR 32.5.

Figura 9 Flotador Sumergido

El diseñador deberá de escoger un porcentaje apropiado desumergimiento y el margen de este. Para los flotadores de la tabla17, los márgenes de sumergimiento son mostrados en la tabla 18.Si el porcentaje de sumergimiento es demasiado alto, los flotadoresde mas carga pueden doblarse en el centro, de tal forma que enesta parte la tubería que se quiere sostener, queda mas hundidaen estos puntos de mas carga que en los que tiene poca carga.

Tabla 18 Margen de Sumergimiento

Paso 3 Capacidad de Soporte de FlotaciónDetermine el empuje del flotador, B, de la tabla 17 para el tamañode flotador inicial. Determine el factor de sumergimiento, fS, de latabla 19.

Tabla 19 Factor de Sumergimiento, fS

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Nivel de Agua

Nivel de Agua

dh

Espuma(opcional)

Flotador de Polietileno

% Sumergimiento Margen de Sumergimiento

55% 2

43% 3

37% 4

Sumergimiento Sumergimiento Sumergimiento Sumergimiento

% Factor,fS

% Factor,fS

% Factor,fS

% Factor,fS

5 0.019 30 0.252 55 0.564 80 0.858

10 0.052 35 0.312 60 0.623 85 0.906

15 0.094 40 0.377 65 0.688 90 0.948

20 0.142 45 0.436 70 0.748 95 0.981

25 0.196 50 0.500 75 0.804 100 1.000

Determine la capacidad de carga del flotador, PF.

PF = fS BDonde:

PF = la capacidad de carga del flotador, lb/ftfS = factor de sumergimiento de la tabla 19B = Empuje del flotador de la tabla 17

Paso 4 Comparar la Capacidad de Soporte del Flotador a laCargaLa capacidad de carga del flotador deberá ser igual o exceder lacarga de diseño que debe de soportar.

PF ≥ P

Si la carga, P, es mayor a la capacidad de soporte del flotador, PF,escoja un flotador mas grande y repita los pasos 1, 2, 3. Si lacapacidad de soporte de flotador, PF,es mucho mas grande que lacarga, P, un flotador mas pequeño puede ser requerido.Paso 5 Revisar el Sumergimiento Actual del FlotadorUna vez determinado que el tamaño del flotador es el adecuado,revise el sumergimiento del flotador.

fSA = P / B

Donde:fSA = factor de sumergimiento actual del flotador

El valor actual del factor de sumergimiento del flotador, FSA, puedeser comparado con los valores de la tabla 19 para aproximar losporcentajes de sumergimiento.

RECEPCIÓN Y MANEJOInspección de Recibo

No hay substituto para la inspección visual de un cargamento, paraverificar que el este es lo que se tiene anotado en la remisión ofactura. Los productos de Performance Pipe están identificadospor leyendas en cada pieza. Estás leyendas deberán de ser

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verificadas en la lista de Empaque. El numero de paquetes y susdescripciones deberán de ser verificadas contra la remisión o listade empaque.El chofer le pedirá a la persona que recibe la carga que firme laremisión y con esto que se verifique que la carga fue recibida enbuenas condiciones. Cualquier producto dañado, faltante, etc,deberá de ser anotado en la remisión y reportado a PerformancePipe de inmediato.

DescargaLa descarga y el manejo deberá de ser realizado son sumocuidado. Si no se hace así, se puede resultar accidentes condaños, pérdidas e incluso la muerte. Mantenga a las personasque no son necesarias alejadas del área mientras se descargael material.Observe todas las instrucciones de manejo y descarga que seindiquen en los documentos de carga o por el chofer.

REQUERIMIENTOS DEL SITIO PARA LA DESCARGA

Antes de empezar a descargar, debe de haber suficientenivelado para hacer las maniobras de descarga. El camióndeberá de estar en un sito nivelado con el freno de mano y lasllantas con cuñas. El equipo para descargar deberá de sercapaz de levantar y mover la tubería de forma segura, lasconexiones y cualquier otro elemento.Los silos de rollos de tubos y otros empaques en forma de ballet,deberán de ser descargados por el lado con un montacargas.Tubería no paletizada, conexiones, piezas fabricadas, registroshombre, tanques y otros componentes deberán de ser levantadoshacia arriba con grúas, utilizando correas de nylon anchas olateralmente con un montacargas.

La tubería no debe de ser rodada o “arrojada” del camión. Latubería, conexiones, piezas fabricadas, tanques, registroshombre y otros componentes tampoco deberán de serempujados o tirados del camión.

EQUIPO PARA EL MANEJO DE LA CARGA

El equipo usado debe ser adecuado para levantar, manejar ymover la carga del camión al sitio de almacenamiento. Lasinstrucciones para el manejo y operación deberán de seguirse.Equipos como son montacargas frontales y laterales, así como

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grúas pueden ser utilizados para la descarga. Cuando se usa un montacargas con accesorios o equipo articuladocomo cargadores frontales o retroexcavadoras, la capacidad decarga debe de ser adecuada en el centro de carga del equipo. Lacapacidad de carga máxima de un montacargas está consideradaen la base trasera de las uñas (Ver la figura 10). Si el centro decarga esta en mas alejada de la base de las uñas, la capacidad decarga disminuye.Antes de levantar o transportar la carga, las uñas deberán de estarabiertas al máximo posible, penetrar bajo la carga lo mas que sepueda y que la carga este lo mas cercana al montacargas.Durante el transporte, una carga en la cual las uñas delmontacargas estén muy pequeñas o demasiado cerradaspuede volverse inestable, y caerse por el frente o hacia loslados con posibles daños a la carga y a las personas.Los equipos de descargar como grúas, grúas telescópicas ymontacargas laterales deberán de usar cintas de nylon anchas,que deberán de estar asegurados alrededor de la carga o a losganchos de carga que usan los equipos. Solamente cintas anchasdeberán de ser usada. Las cuerdas, cables y cadenas de metalpueden dañar la carga por lo que no deberán de ser utilizados. Sedeben usar barras con cintas en los extremos y enganchadas porel centro para las tuberías o paquetes sean mayores a 20 pies.Antes de operar algún equipo, inspeccione las cintas y elequipo mismo. Cuando este o las cintas estén gastados otengan defectos que afecte la funciones y capacidad de carga,no se deberán de usar.

Figura 10 Capacidad de Carga de un Montacargas

Almacenamiento Previo de la InstalaciónEl área de almacenamiento deberá de proveer protección suficientecontra el daño físico a los componentes, deberá de ser de tamaño

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Capacidad deCarga delEquipo

Capacidad deCargaReducida

suficiente para acomodar la tubería y sus conexiones, tenersuficiente espacio para permitir la movilidad del equipo de carga ytener una superficie relativamente nivelada, sin piedras, escombrosy otros materiales que puedan dañar la tubería y otroscomponentes, o bien que existan obstáculos que puedan interferircon el manejo de la tubería.

ALTURAS DE ALMACENAMIENTO DE LAS TUBERÍAS

La tubería en rollo es mejor almacenarla como se recibe en tarimascomo “silos”. Rollos individuales se pueden ir tomando del silo sinafectar la estabilidad del paquete.Tubería recibida “suelta” o en atados deberá de ser almacenada dela misma manera como se recibe. Si el sitio de almacenamientotiene la superficie plana y lisa los paquetes o tubos pueden serapilados hasta una altura aproximada de 6 pies. Para terreno notan planos o no muy nivelado el límite de altura es de 4 pies.

Antes de retirar algún tramo de tubería de los paquetes, el paquetedeberá de ser removido del apilamiento y colocado en el suelo.

Figura 11 Almacenamiento de Tubería Suelta

Las tuberías individuales se pueden apilar en camas. Las tuberíasdeberán de ser puestas en líneas rectas, no deberán de cruzar oenredarse unas con otras. La cama base deberá de serbloqueada para prevenir movimientos laterales ydeslizamientos (Ver Figura 11 y Tabla 20). La tubería sueltadeberá de ser puesta en bases de madera de por lo menos 4pulgadas de ancho, y espaciadas de manera uniforme en un

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Ancho según se requiera

# de filas segúnla Tabla

Tubos rectos, no enredar o cruzar unos con otros.

Cuñas para Evitar Movimientos

espacio de 6 pies, empezando a 2 pies del extremo de la tubería.El interior de la tubería deberá de mantenerse libre de escombros yotras materias extrañas.

Tabla 20 Alturas Recomendadas para el Apilamiento de TuberíaSuelta

Manejo en Clima FrioTemperaturas cercanas y bajo el punto de congelación, afectarán elpolietileno aumentando su rigidez, la vulnerabilidad a los impactosy una mayor sensibilidad a esfuerzos localizados como ocurre alcortar la tubería. La tubería de polietileno será más difícil de curvaro desenrollar en climas fríos.Golpes o cargas contra la tubería de polietileno cuando latemperatura esta cerca o bajo del punto de congelación puedenfracturarla.

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Tamaño Nominal Altura de Apilamiento, Camas

DR arriba de 17 DR 17 o menor

4 15 12

5 12 10

6 10 8

8 8 6

10 6 5

12 5 4

14 5 4

16 4 3

18 4 3

20 3 3

22 3 2

24 3 2

26 3 2

28 2 2

30 2 2

32 2 2

36 2 1

42 1 1

48 1 1

54 1 1

Las alturas recomendadas están basadas en la altura de 6 pies en terreno planoy en 4 pies en terreno menos plano.

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No tire el tubo. No permita que le tubo caiga fuera del camióno dentro de la zanja.

No golpé el tubo con la maquinaria, herramientas u otrosobjetos

No arrastre el tubo para manejarlo, dañar la superficie puedecausar un daño severo.

La tubería deberá de ser soportada firmemente en los dosextremos cuando se corte con una sierra de mano. Entemperaturas bajas, se puede causar fracturas a la tubería alcortarla, si se aplica un esfuerzo de doblado.El hielo, la nieve y la lluvia no son dañinos para la tubería, peropueden hacer que el área de almacenamiento sea más complicadapara el equipo de manejo. Se requiere de sumo cuidado paraprevenir la falta de tracción y pisadas en falso, y poder prevenirdaños y accidentes.

UNIONES Y CONEXIONESPara un rendimiento satisfactorio de los materiales y productos, losdiseños del sistema e instalación se deben de basar en conexioneshechas de manera adecuada. Una unión inadecuada o hecha encampo sin cuidado puede causar retrasos en la instalación,provocar fallas en los sistemas de operación o puede crearcondiciones de peligro.

La tubería DriscoPlex™ se une usando un sistema de fusión porcalor, electrofusión, y métodos mecánicos como los adaptadoresMJ, Bridas y Contrabridas, y coples de compresión. Los métodosde unión y conexión variaran dependiendo de la presión externa einterna, la resistencia al goteo, los anclajes que limitan elmovimiento longitudinal (capacidad de carga por empuje),requerimientos de empaques, requerimientos de construcción einstalación y el producto a manejar.

Aviso- Las limitaciones de las conexiones y losprocedimientos de unión de los fabricantes se deberán deobservar. De otra forma, las conexiones o los productosadyacentes a la conexión, pueden tener fugas o fallar yoriginar daños a la propiedad o a las personas.Fusiones hechas correctamente no gotean. Un goteo en unaunión o conexión defectuosa puede preceder a una fallacatastrófica. Nunca intente reparar una fuga mientras latubería este presurizada. Siempre despresurice la tuberíaantes de hacer la reparación.Siempre utilice las herramientas y componentes requeridos paraconstruir e instalar uniones de acuerdo con las instrucciones yrecomendaciones de los fabricantes. Sin embargo las conexionesrealizadas en campo son controladas y son responsabilidad delinstalador de campo.

Procedimientos GeneralesTodos los procedimientos y métodos de conexión requieren que losextremos del tubo o conexiones estén limpios, secos, y libre detoda partícula extraña antes de hacer la conexión. La presencia decontaminación y condiciones inestables del terreno pueden originarconexiones defectuosas. Las uniones con empaques requieren deuna lubricación apropiada.

LIMPIEZA

Antes de hacer una unión y antes de cualquier preparación de lostubos, las superficies deberán de estar limpias y secas. El polvoen general y la tierra acumulada se puede limpiar con un pañolimpio, seco y sin pelusa. Cuando se tiene mucha tierra o lodo sedeberán de limpiar con un paño húmedo y una solución de jabón yagua, seguido de un enjuague con agua limpia y secado con unpaño limpio, seco y sin pelusas.Antes de usar solventes químicos para limpiar, el usuario debede saber los peligros y riesgos para el personal, y deberátomar todas las precauciones necesarias. Los solventesquímicos pueden ser substancias peligrosas que puedenrequerir un manejo especial y equipo de protección personal.Las instrucciones de uso del fabricante, y la hoja de información deseguridad de los materiales (MDSDS en inglés) de los productosquímicos se deberán consultar para contar con la información yconocer los riesgos a las personas así como para el manejo y usoseguro de estos. Algunos solventes pueden dejar residuos

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contaminantes en la tubería. Información sobre la compatibilidaddel polietileno con algunos productos químicos se puede encontraren el Manual de Ingeniería Performance Pipe, PP-900.

CORTE EN TUBERÍA DRISCOPLEX™Los métodos de unión para la tubería con extremos liso, requierede cortes a escuadra. El corte de las tuberías se puede hacer conguillotinas, cortadores de navaja redonda y sierras de varios tipos.Antes de hacer el corte, vea que haya un soporte firme en los dosextremos del tubo.Es común encontrar guillotinas para tubería y tubing de 2 “ ymenores, y en ocasiones usan un mecanismo tipo “matraca” paraimpulsar la navaja. Los cortadores tipo omega que se giranalrededor de la tubería, están equipados con ruedas cortadoras,angostas y profundas, pero por el espesor de la pared estánnormalmente limitadas a tubería de 4 “; se debe de tener cuidadopara evitar hacer cortes en espiral. La guillotina y el cortador tipoomega producen un corte limpio y sin virutas.Para diámetros mayores cerrotes de mano y sierras de cadena sonusadas. Los cerrotes de diente grueso, tienen una mayorseparación entre los dientes, con los que se tiene un mayorespacio que hace que se produzca menor viruta, y que la hoja semantenga limpia durante el corte. Las sierras de cadena seoperarán sin lubricación, ya que los aceites de lubricación dejaráncontaminación en la tubería y será necesario limpiarlos antes dehacer las uniones. Las limaduras deberán de ser removidas.Los cortes con sierra producirán virutas que deberán de retirarsedel interior de los tubos y colectadas en el sitio de trabajo. Losextremos de la tubería pueden requerir un rectificado.

CORTE DE LOS BARRENOS DE SILLETAS DE RAMALEO

Con la excepción de las Tapping Tees o Tes Perforadoras quetienen el mecanismo para hacer por si mismas los barrenos, elabrir los barrenos para las conexiones de ramaleo será realizadoen campo. Los sacabocados comerciales para tubería de metal.Normalmente no son satisfactorios en polietileno, ya que no tienenla suficiente profundidad de corte (la tubería de polietileno tieneparedes mas gruesas que el acero) y son muy finas y se tapanfácilmente. Los sacabocados para la tubería de polietileno soncortadores profundos tipo concha, con pocos dientes, y que nohacen astillas y con una depresión en el interior para retener elcirculo de polietileno que se está cortando. Los fabricantes de

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equipo de termofusión pueden tener más información sobre estetipo de cortadores para hacer los barrenos. Cuando se hagan los cortes las sierras deberán de ser removidasconstantemente para quitar las virutas. Cortadores instalados etaladros se deberán operar a baja velocidades para prevenir unsobre calentamiento y que el material se funda.

Unión por Fusión con CalorPara los procedimientos de fusión por calor recomendados porPerformance Pipe referirse a la Guía de Calificación, Boletín PP-750. Este manual no contempla referirse a dichos procedimientos.Los Procedimientos de Fusión por Calor recomendados porPerformance Pipe deberán de ser revisados antes de hacer unafusión, y deberán de ser observados cuando se hagan fusiones conproductos de polietileno de DriscoPlex™.La unión de fusión por calor es un proceso que involucra:preparación de las superficies a unir, calentamiento hasta fundir elmaterial, unión de las caras fundidas y el enfriamiento bajopresión. Todos los procedimientos de fusión requieren de lasherramientas para preparar adecuadamente las superficies,elementos para el alineamiento y “platos” para calentamiento de laforma requerida, con temperatura controlada, y con carasrecubiertas con material antiadherente. No se debe usar flamaabierta para calentar ya que la superficie calentada se oxidará yevitará una buena unión. Durante el proceso de unión se requierede hacer algunos movimientos con la maquina para hacer lapreparación de las caras y poder acomodar el plato decalentamiento. El proceso de unión a tope une dos tuberías o accesorios por losextremos. La fusión lateral une a una silleta con base curva al“lomo” de un tubo, para hacer una derivación. La fusión tipo socketo caja une a una tubería que entra en un socket o una caja en laconexión (macho-hembra). La fusión por calor, no añade material ala unión, es decir, no se usan varillas de aporte para soldar,adhesivos o cemento.Las fusiones por calor hechas entre productos apropiados, usandoel equipo adecuado y siguiendo los procedimientos correctosproducen uniones completamente monolitas y permanentes. Estoes, las fusiones hechas correctamente se espera que tengan unaduración igual a la del sistema y pueden soportar esfuerzos igualeso mayores a los de operación de la tubería sin añadir restriccionesesfuerzos adicionales al sistema. Vea las Precauciones y Avisos alinicio de este manual.

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UNIÓN A TOPE

Figura 12 Labio de la Fusión a Tope -Guía para la InspecciónVisual

Tabla 21 Valores Aproximados para la Fusión

REMOCIÓN DEL LABIO DE FUSIÓN

La fusión por calor produce un doble labio redondeado en elinterior y en el exterior de la tubería. Los labios exterioresnormalmente no interfieren cuando se necesita hacer unencamisado o una renovación por inserción y los labios internostienen poco o ningún efecto en el flujo. La remoción de los labioses un proceso que consume tiempo, y si no se haceadecuadamente puede afectar el comportamiento a largo plazo delsistema.

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2H Mínimo

2 1/2H Máximo2 1/2H Máximo

H

El Labio debe ser Uniforme y Redondeadohacia la Superficie del Tubo.

Tubo de PE (Vista en Corte)

Tamaño de la Tubería, IPS Numero Aproximado de Fusiones por Día

= 10” 15 - 40

10”-18” 10 - 24

18”- 24” 6 - 16

24”- 36” 5 - 15

36”- 48” 4 - 10

54” 3 - 6

La fusión deberá de estar completamente fría a temperaturaambiente - por adentro y por afuera - antes de remover loslabios. Si se remueven los labios, se deberán de quitar a nivelde la superficie, nunca penetrar el espesor de la pared. Elpolietileno se encoge mientras se enfría después de fundirse.Remover los labios antes de que la tubería este fría resultaráen una depresión en la tubería que aumenta el potencial parafallas de la unión.Los labios exteriores se remueven con un cortador que trabajaalrededor del tubo , al ser forzados dentro del labio y después danuna vuelta alrededor de la tubería. Los labios internos sonremovidos usando cortadores operados a distancia, ya que loscortadores van unidos a una serie de tubos de extensiónconectados entre sí. Las herramientas manuales o eléctricas comocinceles y lijadoras también pueden ser usadas, pero demandan desumo cuidado para no cortar o dañar la superficie de la tubería.

FUSIÓN A TOPE EN CAMPO

El tiempo de preparación de las uniones se reduce cuando lostramos de tubería se van colocando en la maquina, sin moverla,para unir secciones largas de tubos (“lingadas”).Precaución- Arrastrar las “lingadas” de tubería a una velocidadmayor a la que una persona puede caminar puede dañar latubería, especialmente si el clima es frío.Muchos de los distribuidores de Performance Pipe ofrecenservicios de termofusión y rentan equipos de fusión y pueden serconsultados sobre estos servicios. Performance Pipe no rentaequipo ni provee servicios de fusión en campo.Los procedimientos y las condiciones de operación de los equiposde fusión deberán de ser verificados en campo. La revisión pudeincluir cosas como asegurarse que el operador esta entrenado ycalificado, pruebas para ver la calidad de las fusiones, así comoregistrar los parámetros de la fusión y de la operación del equipo.El técnico encargado de fusionar deberá de demostrar y dedocumentar su entrenamiento y y capacidad para llevar a cabo losprocedimientos de fusión, operar el equipo y las conexionesnecesarios para la fusión. Algunos equipos de fusión pueden estarconectados a aparatos para registro de datos (como un “dataloger”)que llevan un registro de las variables del proceso de fusión.Cuando se usa apropiadamente y en combinación con pruebas decalidad de fusiones en campo, estos registros de datos puedenproveer de un record de la calidad de fusiones de campo.

SILLETEADO (FUSIÓN LATERAL) Y FUSIÓN A SOCKET O A CAJA

La fusión de silletas se usa para conectar las tomas domiciliarias yramificaciones con las líneas principales de Polietileno. La fusión aSocket o Caja se utiliza para unir diámetros pequeños, típicamentepara tuberías de usos geotérmicos o tomas a presión. Refiérase al

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Boletín de Performance Pipe PP-750 para los procedimientos defusión de Lateral y a Socket.

Electrofusión El proceso de electrofusión es un proceso de unión por calor en elcual las conexiones como coples o silletas se fabrican con unaresistencia integrada, que se usa para producir el calor. Despuésde preparar la superficie, la pieza será instalada en la tubería y seconectará la fuente de potencia. Durante el calentamiento, laconexión y la tubería se funden simultáneamente, el materialfundido se expande produciendo la unión de las dos superficies.Los ciclos de calentamiento y enfriamiento son controladosautomáticamente por el Procesador de Electrofusión.La electrofusión es el único método de fusión por calor que norequiere movimiento longitudinal de las piezas a unir. Es muy útilcuando se necesita hacer una unión y las tuberías no se puedenmover, como sucede en reparaciones o uniones de “lingadas” en lazanja. Las fusiones para unir diferentes marcas de tubería odiferentes grados de polietileno se pueden hacer medianteelectrofusión, ya que este método se adecua muy bien cuando losmateriales a unir tienen diferente índice de fusión. Información masespecífica, se puede obtener con los fabricantes de equipo deelectrofusión.

Soldadura por ExtrusiónLa soldadura por extrusión utiliza una pequeña extrusora manualque alimenta Polietileno fundido sobre una superficie ya preparaday precalentada. La preparación requiere remover una delgada capade material de las superficies a ser soldadas y limpieza, unraspado, rectificado o preparar ángulos de soldadura. La pistola deextrusión precalienta las superficies y suministra un cordón depolietileno fundido en el área de unión, previamente preparada. El ambiente adecuado para hacer una soldadura por extrusión esen planta o en taller, donde las condiciones para soldar esténcontroladas, como son, limpieza, operadores entrenados, lasherramientas y aparatos necesarios para este proceso desoldadura. Usando los procedimientos establecidos, las unionessoldadas en condiciones ideales que pueden desarrollar unaresistencia a la tensión de hasta un 70% del material base. Enuniones de campo se requiere de cuidados especiales yoperadores altamente calificados para producir uniones de calidad.Típicamente, la soldadura por extrusión es usada para lafabricación en taller de piezas que trabajarán a muy poca o sinpresión, como Registros Hombre, tanques, Conexiones de grandiámetro, sistemas de contención dual y estructuras para control deolores.La soldadura por extrusión no es un substituto para las

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fusiones a tope, lateral o a socket y no deberá de ser usadapara unir o reparar tuberías y conexiones que trabajen apresión. La soldadura por extrusión no es lo mismo que lasoldadura por Gas Caliente (Aire Caliente).

Soldadura por Gas CalienteLa soldadura por gas caliente (aire caliente), no deberá de serusada para los productos de polietileno de Performance Pipe. La soldadura de gas caliente, usa aire caliente para fundir una“varilla de soldadura” de polietileno así como las superficies a unir.Está normalmente limitado para usarse en materiales de polietilenode bajo peso molecular y alto índice de flujo. Pero los productosde polietileno de Performance Pipe están fabricados con materialesresistentes a esfuerzos, de alto peso molecular, de bajo índice deflujo. Estos productos de polietileno de alta calidad no se funden ofluyen fácilmente. En condiciones adecuadas, la soldadura por gascaliente produce juntas con menos del 15% de la resistencia de losmateriales que esta uniendo, por esto, este método de soldadurano es adecuado para los productos de polietileno de PerformancePipe.

Conexiones MecánicasConexiones mecánicas son usadas para conectar elementos depolietileno entre ellos mismos o para conectar líneas de polietilenocon otros materiales. Para las conexiones mecánicas MJ yconexiones bridadas, un adaptador se fusiona a tope a la tuberíade PE; luego el adaptador se conecta a la pieza a unir. Otrosconectores mecánicos se instalan directamente a los extremos dela tubería de PE. Los coples de compresión requieren de unrigidizador interno en la tubería para buena resistencia al “jalado”.Los coples por inserción se usan en tubería pequeñas y tienen unrigidizador interno, así como un elemento de compresión por elexterior.

ADAPTADOR MJ DRISCOPLEX™Los adaptadores MJ de DriscoPlex™ son manufacturados conmedidas IPS y DIPS para conectar tuberías de polietileno conesos sistemas de medida a conexiones mecánicas, con campanaque cumplan con los estándares AWWA C111/ANSI A21.11. Losadaptadores MJ de DriscoPlex™ proporcionan un sello contrafugas y una sujeción que evita que se corra o se suelte la unión.No se necesitan mordazas o sujetadores adicionales.

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Figura 13 Adaptador DriscoPlex™ MJ con Rigidizador Opcional

Los adaptadores MJ DriscoPlex™ pueden ser suministrados comoun paquete completo con el adaptador MJ y un rigidizador de aceroinoxidable, collarín, tuercas y tornillos y empaque. El Rigidizadorinterno es opcional para algunos tamaños.

ENSAMBLE DE LOS ADAPTADORES MJAlineamiento

Cuando se estén colocando los adaptadores MJ de DriscoPlex™,estos deben de alinearse con la campana a conectar antes deapretar los tornillos. No fuerce la alineación de los adaptadores MJmediante el apriete de los tornillos. Cuando se tengan las piezasalineadas y con los tornillos apretados solo con la fuerza de lamano, la separación entre las dos caras de la bridas deberá de serla misma en todo el perímetro. La diferencia entre el claro mayor ymenor deberá de ser mayor a 3/16”(5mm). (La separación de laspiezas puede ser de 1”(25mm) o mas.)Ya que la tubería de polietileno es flexible, no es necesario dejauna tolerancia adicional para el desalineamiento angular de laconexión.. Ensamble1. Inspeccione las partes del adaptador MJ para asegurarse que

todos los componentes se encuentren y estén en las cantidadescorrectas. El kit de adaptadores de MJ de DriscoPlex™ incluyeel adaptador MJ con el rigidizador, el empaque, collarín, tuercasy tornillos de longitud adecuada.

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Tornillos de AprieteEmpaque

Rigidizador Opcional

L

2. Ajuste el collarín sobre el extremo a fusionar del adaptador MJ(el lado largo de la costilla) y deslícelo sobre la costilla. Elcollarín se ajusta sobre la costilla. Vea la ilustración anterior.

3. Fusione a tope el adaptador MJ a la tubería de polietilenousando los Procedimientos de Fusión Recomendados porPerformance Pipe, Boletín PP-750, este es el método de uniónpreferido. Cuando el collarín esta contra la costilla deladaptador MJ, el extremo a ser fusionado es lo suficientementelargo para colocarlo en las modazas de la maquina. Permitaque la fusión se enfríe antes de moverlo.

4. Las campanas de la unión mecánica y el extremo del adaptadorMJ deben de estar limpios. Remueva todo el oxido y materialesextraños del interior de la campana. Limpie el extremo deladaptador MJ con un paño limpio, seco para remover todo elpolvo y objetos extraños.

5. Instale el empaque en el adaptador MJ. Asiente la sección masgruesa del empaque contra la costilla del adaptador MJ.

6. Lubrique el empaque, el extremo del adaptador MJ y el interiorde la campana con un lubricante aprobado por la AWWA C111.No utilice agua con jabón.

7. Inserte el adaptador MJ en la campana. Asegurese que estácompletamente asentado en la campana de manera uniforme.El adaptador MJ y la campana deberán de estar alineados. Vea“Alineamiento”.

8. Inserte los tornillos y apriete las tuercas con los dedos. 9. Apriete los tornillos uniformemente de 75 a 90 ft-lb (102-122 n-

m). Apriete en incrementos de torque de 15-20 ft-lb (20-27 n-m)en cada uno y siga un patrón de apriete - el tornillo de abajoprimero, luego el de arriba, los de los lados y finalmente losrestantes en un patrón cruzado de un lado a otro, apriete todoslos tornillos siguiendo el patrón antes descrito, antes de pasar alsiguiente incremento de torque. Apretar con un torquímetro esmuy recomendable. Durante el apriete, mantengaaproximadamente el mismo claro entre las piezas, en toda lacircunferencia

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Conexiones Bridadas.Las uniones bridadas se hacen usando adaptadores tipo brida deDriscoPlex™, el cual es fusionado a la tubería. Se coloca una bridametálica de respaldo detrás del adaptador la que hace el esfuerzode apriete contra el adaptador tipo brida, apretando los tornilloscontra la otra brida que se va a conectar. Los adaptadores deDriscoPlex™ pueden tenar una cara corrugada para facilitar elsellado. A bajas presiones, típicamente 80 psi o menos, no senecesita empaque. A presiones mas altas lo corrugado de las carasayudan a sostener el empaque. Ver figura 14.Las contrabridas metálicas estándar son Clase 125 para presionesde 160 psi y menores, o Clase 150 para presiones mayores. Losmateriales de las contrabridas son hierro dúctil, acero, acerorecubierto de primer, acero recubierto con resinas epóxicas o aceroinoxidable. Fibra de vidrio también se encuentra disponible. Paraservicio subterráneo, puede ser necesario que estén recubiertas ycon protección catódica para proteger las contrabridas de lacorrosión. Un lado de la contrabrida deberá de tener un radio ochaflán. Ese lado es que se coloca contra el adaptador tipo bridade polietileno.

Figura 14 Adaptador Tipo Brida y Contrabrida Metálica

EMPAQUES DE LAS BRIDAS

Un empaque entre bridas de polietileno puede no ser necesario enuna unión. Con presiones bajas (típicamente 80 psi y menores) lasuperficie corrugada de los adaptadores tipo brida puede sersuficiente para lograr el sello. Los empaques pueden sernecesarios para presiones altas o para conexiones entre una

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Longitud de Un Adapatador

Longitud de una AdaptadorTipo Brida

Para Unir por fusión aTope a la Tubería

Contrabrida Metálica

Corrugado de la Cara para elSellado en Baja Presión sinEmpaque o para Retención delEmpaque en Alta Presión

tubería de polietileno y otra tubería de otro material. Si se usan, elmaterial del empaque deberá de ser química y térmicamenteestable a los fluidos internos, y al ambiente externo, además de serde la dureza, grosor y estilo adecuado. Para altas temperaturas serequiriere de empaques de alta temperatura. Los materiales paralos empaques no se limitan a los mostrados en la Tabla 22; otrosmateriales se pueden usar. El espesor de los empaques deberá deser 1/8” a 3/16” (3 a 5 mm) y alrededor de una dureza de 55 - 75Shore D. Si el empaque es muy suave o muy duro puededesintegrarse bajo la presión. Un empaque muy duro puede nosellar.

Figura 15 Adaptador Tipo Brida y Cotrabrida Metálica

Tabla 22 Materiales Usados para los Empaques

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MaterialA del Empaque Químicos que Resiste

Hule Café (reforzado con tela) Agua (fría o caliente)

Neopreno Aceites

Hule Rojo (reforzado con tela o malla) Aire, agua de gas, Amoniaca(soluciones débiles)

Fibra de Corcho Aceites (fríos)

AOtros materiales pueden servir para otras aplicaciones

Diámetro del Adaptador Tipo Brida

Diámetro de la Circunferencia de los Tornillos

Medida del Tubo de PE

Espesor de la Contrabrida Metálica

Espesor de la Brida de PE

Diámetro del Barreno para el Tornillo

Diámetro de la Cara de Sello

Los estilos normales de empaque es son de cara completa o decara interior. Los de cara completa usualmente se usan adiámetros mayores (12” (300 mm) y mayores) porque los tornillosde apriete mantendrán en posición al empaque flexible mientras sehace el apriete. Los empaques de cara interior se usan paratuberías pequeñas.

Figura 16 Estilos de Empaques para Bridas

ATORNILLADO DE UNIONES BRIDADAS.Las uniones bridadas usan tornillos y tuercas hexagonales parahacer la unión, o varillas roscadas con tuercas hexagonales. Losmateriales de los tornillos o varillas deberán de tener la fuerza detensión equivalente a un mínimo del Grado 3 de la SAE paratubería presurizada y el equivalente al menos al Grado 2 paraservicio sin presión. Materiales resistentes a la corrosión deberánde ser utilizados para uso subterráneo, bajo del agua o en otrosambientes que puedan ser corrosivos. Los tornillos son un 1/8” maspequeños que el diámetro del barreno. Rondanas planas deberánde ser usadas entre la tuerca y la contrabrida.Los tornillos deberán de cubrir por todo el ancho de la unión de lasbridas y mas lo necesario para el apriete de las tuercas.

LB = 2 (Tb + Tf) + Tg + dB

Donde :LB = Largo mínimo del tornillo, inTb = Espesor de la Contrabrida Metálica, inTf = Espeso del Adaptador Tipo Brida, inTg = Espesor del Empaque, in

dB = Diámetro del Tornillo, in

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Estilo de Cara Completa Estilo de Cara Interior

Figura 17 Longitud de Tornillo

El término LB es el espesor normal de las rondanas y la roscacompleta de una tuerca estándar. El largo del tornillo deberá de serredondeado a la medida estándar mas cercana. Un redondeomenor puede resultar en tornillos mas cortos que el mínimorequerido. El empaque puede o no ser usado, así que el espesorde este deberá de ser incluido solo cuando se use. Si se usan varillas roscadas, las tuercas y las rondanas seráninstaladas en ambos extremos. Para dos adaptadores tipo brida oStub Ends DriscoPlex™, la longitud de la varilla será determinadapor:

LS = 2 (Tb + Tf + dB) + Tg

Los términos son los mismos y:LS = Longitud mínima de la varilla

Como en los tornillos, el largo de la varilla deberá de serredondeado a la medida estándar superior.Las conexiones bridadas (con Adaptadores o Stub End) instaladasen soportes o sobre el terreno deberán de ser apoyados de formaadecuada para evitar el esfuerzo de curvado. Vea el Manual deIngeniería de Performance Pipe para recomendaciones de diseñode los soportes y las figuras 18, 33 y 34 en este manual.

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Contrabrida MetálicaLongitud

del Tornillo

Espesor del Adaptador Tipo Brida Tf

Espesor del Empaque Tg

Adaptador Tipo Bridao Stub End

RondanaPlanadel Tornillo

Espesor de la Contrabrida Metálica Tb

Para conexiones bridadas subterránea con piezas pesadas yperfiles grandes, como válvulas, hidrantes o tuberías de metal,estas requieren de un soporte que puede ser de grava compactadao un suelo estabilizado con concreto o bien concreto reforzadocomo se muestra en la figura 18.

Figura 18 Base para una Conexión Bridada Enterrada

Tabla 23 Dimensiones de las Bridas

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20Min.

6” Mínimo deBaseCompactada

Hueco en la Excavación: Rellenarcon un Relleno, Estable, Granulary Compactado. No se AceptanHuecos

20Min.

D

Tamaño de laTubería IPS

D.E. de laBrida

Diámetro de laCircunferencia

del Tornillo

Dimetro delBarreno del

Tornillo

Numero deTornillos

1-1/2 5.00 3.75 0.50 42 6.00 4.75 0.75 4

3 7.50 6.00 0.75 4

4 9.00 7.50 0.75 86 11.00 9.50 0.88 8

8 13.50 11.75 0.88 810 16.00 14.50 1.00 12

12 19.00 17.00 1.00 12

14 21.00 18.75 1.12 1216 23.50 21.25 1.12 16

18 25.00 22.75 1.25 1620 27.50 25.00 1.25 20

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Ensamble de las BridasPrecaución- Alineamiento- Antes de apretar, las bridas a unirdeben de estar centradas una con la otra y las caras que haránel sello deberán de estar paralelas y alineadas. El apriete debridas mal alineadas pueden causar fugas y fallas en lasbridas.Antes de hacer los ajustes en las bridas, lubrique las cuerdas delos tornillos, rondanas y tuercas con grasa lubricante no liquida. Elempaque y las caras de sello deben de estar limpios y libres decortaduras y hendiduras. Ajuste los componentes manteniendo lostornillos flojos. Apriete todos los tornillos a mano y vuelva a revisarla alineación. Ajuste la alineación si es necesario.Los tornillos se aprietan uniformemente en un patrón de apriete delcuarto tronillo según el valor de torque apropiado girando a latuerca. Se recomienda el uso de un torquímetro para apretar lastuercas.Secuencia para el Patrón de Apriete del Cuarto Tornillo- Useeste patrón como se indica: 1) Seleccione y apriete el tornillosuperior; 2) apriete el tronillo a 180º y opuesto al primero; 3) aprieteel tornillo a 90º en el sentido de las manecillas del reloj delsegundo tornillo; 4) Apriete el tornillo a 180º opuesto al tercertornillo; 5) Siga el patrón de apriete y repita el patrón del 4to.tornillo; 6) Continué apretando en el patrón descrito hasta quetodos los tornillos estén apretados al nivel especifico de torque; 7)Incremente el valor de torque al requerido en el siguiente nivel yrepita todo el proceso para todos los tornillos.

Tamaño de laTubería IPS

D.E. de laBrida

Diámetro de laCircunferencia

del Tornillo

Dimetro delBarreno del

Tornillo

Numero deTornillos

22 29.50 27.25 1.38 20

24 32.00 29.50 1.38 20

26 34.25 31.75 1.38 2428 36.50 34.00 1.38 28

30 38.75 36.00 1.38 2832 41.75 38.50 1.63 28

34 43.75 40.50 1.63 3236 46.00 42.75 1.63 32

42 53.00 49.50 1.63 36

48 58.50 56.00 1.63 4454 66.25 62.75 2.00 44

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Valores de Torque de Apriete- Establezca una presión desellado inicial apretando los tornillos a un torque de 5 ft-lbs;después incremente el torque aumentando en incrementos nomayores al 25% del valor de torque final. Los valores máximosrecomendados para torque en tornillos denominados en pulgada,se muestran en la tabla 24. El valor final del torque puede ser menor al máximo indicado,especialmente en sistemas de tubería de diámetros mayores, consistemas que trabajen a baja presiones y en situaciones donde laexperiencia demuestre que se puede lograr una buena unión convalores de torque menor. Es posible que para presiones altas senecesiten valores finales de torque mayores, pero el torquerecomendado en la Tabla 24 no deberán de ser excedido.Precaución - Reapretado. Después de una hora, aproximadamente,de apretar al valor de torque final por primera vez, ,reapriete lostornillos de las bridas nuevamente al valor del torque final. Elpolietileno y el empaque (si usado) sufrirán compresiones y estopueden aflojar los tornillos. Use el patrón del 4to. tornillo, reaprietecada uno hasta el valor final del torque. Como antes aumente eltorque a no mas del 25% del valor de torque final. Paraaplicaciones de alta presión o sensibles ambientalmente o tuberíascriticas un segundo reajuste después de 4 horas es recomendado.

Tabla 24 Torque de los Tornillos de Bridas

Casos EspecialesCONEXIÓN A MATERIALES FRÁGILES.

Cuando se hacen uniones a materiales frágiles como hierrofundido, se debe lograr una alineación precisa y un cuidadosoapriete. Los incrementos de torque durante el apriete no deberá deser en incrementos de mas de 10 ft-lbs. Los adaptadores tipobrida y los Stub Ends de polietileno no son de cara completa, por loque durante el apriete, las caras se ven sometidas a un esfuerzode tensión (el apriete trata de doblar la cara). El sobre apretar unamal alineación, o un apriete no uniforme, puede romper las bridasde materiales frágiles.

VÁLVULAS DE MARIPOSA.Cuando se unan adaptadores tipo brida o stub ends de polietilenoa una válvula bridada de mariposa, el diámetro interno deladaptador se deberá de revisar, ya que dicho diámetro pudeinterferir con la operación del disco de la válvula, si el adaptadorbloque la apertura del disco, hará inoperante la válvula.

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Tamaño del Tornillo Diam-Hilos por pulgada

Torque de Apriete ,ft - lb †

SAE GR 2 SAE GR 3

1/2 - 13 20 30

9/16 - 12 30 45

5/8 - 11 40 60

3/4 - 10 65 100

7/8 - 9 105 150

1 - 8 150 150

1-1/8 - 8 150 150

1-1/4 - 8 150 150

1-3/8 - 8 150 150

1-1/2 - 8 150 150

1-5/8 - 8 150 150

1-3/4 - 8 150 150

1-7/8 - 8 150 150

† A pesar de que los tornillos de las bridas tienen la capacidad de cargasuficiente para torques de 150 ft-lb o mas, con un torque de 150 ft-lb essuficiente para todos los tamaños de tubería y todas las presiones internas.

Si la rotación del disco de la válvula es un problema, se puede usarun anillo de polietileno como espaciador entre las bridas deladaptador y de la válvula. La longitud de los tornillos se deberá deincrementar, según el espesor del espaciador. Existen adaptadorescon el interior biselado para algunos tamaños.Las válvulas de mariposa deberán de estar centradas en losadaptadores tipo brida para operar correctamente. Instalar unaválvula de mariposa con el disco abierto puede ayudar a laalineación. Después de ajustar y apretar los tornillos al valor de 5ft-lbs de torque, opere la válvula para asegurarse que el disco deesta rote sin interferencia. Realineé si es necesario, proceda alapriete definitivo usando el patrón del cuarto tornillo.

Figura 19 Conexión con una Válvula de Mariposa

Roscado de TuberíaUna rosca estándar para tubería con hilos en “V” a 60º, no serecomienda para unir la tubería DriscoPlex o sus conexionesde polietileno.Las rosca en polietileno son fácilmente estropeadas otrasroscadas, el hacer una cuerda disminuye el espesor de lapared. Lo mismo ocurre en las piezas que trabajarían como“tuercas” de polietileno.

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Tubo de Polietileno

Válvula de Mariposa

Espaciador dePolietileno

Bridas de Acero Slip On oContrabridas Metálicas

Adaptador dePolietileno Moldeado

Juntas Mecánicas Resistentes al “Jalado”Para líneas con presión, las juntas mecánicas de una tubería depolietileno deberán de resistir las cargas de “jalado” que sedesarrollan en estos sistemas de tubería. Algunas uniones dediámetros pequeños para tomas de domiciliarias pueden resistir el“jalado”, incluso hasta que la tubería de PE ceda, pero la mayoríatiene elementos para las cargas de “jalado” que contrarrestan elefecto Poisson y la tensión originada por la contracción térmica.Normalmente las uniones mecánicas resistentes al “jalado”comprimen la pared de la tubería de polietileno con una manga decompresión por el exterior y un tubo rígido o rigidizador en elinterior de la tubería. Ver figura 20.

Figura 20 Junta Mecánica con Rigidizador Interno

RIGIDIZADOR INTERNO PARA TUBERÍA CON DIÁMETROEXTERIOR CONTROLADO

La tubería de polietileno se fabrica según estándares que controlanel Diám. Exterior y el espesor de pared, pero no el diámetrointerno. El diámetro interno tendrá variaciones mucho mayores queel D.E o el espesor de pared, ya que el D.I. esta sujeto atolerancias combinadas para el D.E. y el espesor de la pared.Dependiendo del estándar de la tubería, el diámetro interno podrávariar significativamente. Rigidizadores ajustables o hechos a lamedida, según el diámetro interno real de la tubería serecomiendan, especialmente para diámetros mayores.

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Acople Mecánico

Tubo de PE

Inserto Rigidizador

Los Coples de inserción se presionan dentro del tubo y tienen unamanga de compresión por el exterior del tubo. Los coples decompresión se colocan en los extremos de los tubos y usan unrigidizador en cada extremo a unir, estos pueden ser fabricados ala medida interior del tubo o bien pueden ser del tipo ajustable. Losinsertos rigidizadores ajustables usualmente tienen una cuña o undiseño mecánico que permite que un inserto reductor seaexpandido y asegurado en el interior de la tubería.

Las conexiones de inserción se encuentran comercialmentedisponibles para la tubería DriscoPlex con D.E. controlado hasta 2”IPS. Para tamaños mas grandes pueden conseguirse. Coples decompresión se encuentran disponibles hasta 12” IPS. Otrostamaños mas grandes pudieran conseguirse. Para diámetrosmayores a 4” IPS es posible que las conexiones no seantotalmente “restringidas”, es decir que resistan las cargas de“jalado” de la tubería . Ver Figura 20.

Figura 21 Cople de Inserción

Uniones Parcialmente “Restringidas”Una unión parcialmente restringida es aquellas que pudiera resistiralguna carga de tensión longitudinal, pero no resiste totalmente eldesprendimiento de la junta, ante las cargas de “jalado”. Los coplesparcialmente restringidos comúnmente son piezas que se abrazanlos extremos de la tubería por el exterior, pero sin tener un insertorigidizador en el interior. La superficie interna de la abrazaderausualmente tiene un terminado rugoso o con “dientes” para sujetarla tubería. Un empaque provee de un sello hidráulico entre loselectos de la unión. Ver figura 22.

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Tubo de PE

Manga de Compresión

Cople de Compresión

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Figura 22 Cople de Compresión Parcialmente Restringido

Cuando se unen el extremo de una tubería de polietileno auna unión tipo espiga - campana o una junta mecánica, biensea de una conexión a de una tubería en un sistema a presión,se deberá instalar un inserto rigidizador en el interior de latubería de PE a unir y una pieza de sujeción en el exterior(como una contrabrida sujeta con tornillos) como mecanismode evitar las cargas de “jalado”. Típicamente, las sujecionesexternas utilizan una contrabrida detrás de la campana y alrededordel extremo de la tubería PE, con varillas roscadas hacen la unión.Ver Figura 23. El inserto rigidizador de la tubería PE se extiende alargo de la abrazadera externa.

Tubo de PE

Empaque

Manga

Figura 23 Sujeción externa de una Junta

Conexiones de Ramales.Las derivaciones de una red se pueden hacer utilizando “tees” deigual diámetro o reducidas, “yees” y cruces, que son instaladas enla línea durante la construcción. Durante o después del tendido dela línea principal, se pueden fusionar o conectadas mecánicamentesilletas de servicio o de ramaleo o tees perforados (tambiénllamadas tees en carga). Las fusiones en campo de silletausualmente se limitan a 4” y menores sobre tubería de 12” IPS ymenores. Las Silletas o ramaleos mecánicos que abraza lalínea principal y que usan un empaque de hule para hacer elsello, deberán de ser limitadas a aplicaciones donde lastemperaturas son relativamente constantes y estables.Consulte al fabricante de las conexiones para recomendaciones ylimitaciones de uso.Cuando se utilizan tees fabricadas, rectas o reducidas, de 16” IPSen una línea principal durante la construcción, dos de las tressalidas deberán de ser bridadas. Vea figura 24. Un extremo de latee se fusiona a tope en el sentido de la tubería, después seconectan los extremos bridados. Cuando una conexión fabricadade 16” IPS o mayor es fusionada en campo a más de una tubería,el manejo de la pieza puede fracturarla.

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Tubo de PE Contrabidas oAbrazaderas

Unión con Campanade Tubo o Conexión

Empaque

Varillas roscadasde Sujeción

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Figura 24 Instalaciones de Tee de Diámetro Mayor

Después de que el sistema ha sido instalado, se pueden hacerramificaciones de diámetros mayores usando piezascomercialmente disponibles como mangas perforadoras paramedidas IPS de tubería. Ver Figura 25. Las mangas perforadorasdeberán de ser instaladas de acuerdo a las instrucciones delfabricante. Los sacabocados para hacer los barrenos deberán deser de loa medida recomendada por los fabricantes de las piezas,estas deberán de ser diseñadas para cortar tubería de polietileno.Las conexiones para tomas domiciliarias o de diámetros pequeñosse pueden hacer con silletas de servicio o con Tees perforadorasfusionadas a la línea principal. Las conexiones tipo mangaenvolvente para tomas se pueden usar. Las conexiones mecánicas,deberán envolver a la tubería en una superficie grande, bien seacon envolventes completos o en caso de usar correas, estásdeberán de ser dobles y anchas. Las silletas que usan tornillos defijación tipo U no son recomendadas. Las silletas de serviciopueden ser usadas para conectar accesorios como manómetros,termómetros, válvulas rompedoras de vacío y válvulas deadmisión/expulsión de aire.

Conexiones Bridadas enDos de las Salidas

Tramo de Tubo

Fusión a Tope

Tee de Diámetro Mayoro Tee Reducida

Figura 25 Manga para Perforar

Mangas de ReparaciónUna manga de reparación es una placa de metal que se colocacomo un envolvente en el tubo de PE, con una costilla paraatornillar. Un empaque de neopreno es usado entre la manga y latubería. Las mangas de reparación se usadas para eliminar fugasen tuberías presurizadas que tienen pequeños agujeros, pero estasno desarrollan una fuerza suficiente para prevenir los esfuerzos de“jalado” que se presentan en la uniones por lo que no se deberáusar para unir tuberías a presión.Una manga de presión nunca deberá de ser usada para repararfugas en las uniones.Una fusión hecha correctamente no presentará fugas. Si sepresenta una fuga en la termofusión, esto indica que la unión fuemal hecha y deberá de ser cortada y rehecha.Precaución- Una fuga en el punto de la fusión indica una uniónmal hecha, que pude separarse completamente en cualquiermomento, y causar daños y accidentes. No se acerque a lafuga. Despresurice la línea antes de hacer reparaciones.

Conexiones de ReparaciónLos sistemas instalados pueden necesitar ser reparados. Lasreparaciones típicamente incluyen remplazar una sección detubería. En algunos casos los extremos de la tubería se puedenflexionar lateralmente para hacer una electrofusión, usar un coplede compresión mecánica con insertos rigidizadores o usar bridaspara hacer la reparación. En otros casos se puede instalar unasección intermedia bridada. Ver Figura 26.

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Manga para Perforar

Empaque

Tubo de PE

Figura 26 Conexiones de Reparación

INSTALACIÓN SUBTERRÁNEAPrecaución- Para prevenir daños a personas y a la propiedad,un manejo cuidadoso y buenas prácticas de construcción sedeberán de observar todo el tiempo. El instalador deberá deseguir todas los códigos de seguridad locales, estatales yfederales y los requerimientos de seguridad especificados porel propietario y el ingeniero del proyecto.Las instalaciones subterráneas generalmente incluyenexcavaciones, bajar la tubería en la zanja, rellenar y compactaralrededor de la tubería, y después finalmente el final a lacompactación requerida El uso de la tubería, las condiciones deoperación y su diámetro, el tipo de terreno, la calidad del relleno, laprofundidad de instalación y el tipo de la unión afectaran lainstalación de la línea.El cuidado que el instalador tenga durante todo el proceso afectarádramáticamente el desempeño del sistema. Una instalación de altacalidad de acuerdo con las recomendaciones y los planes deingeniería de la obra, pueden asegurar que el sistema sedesempeñe correctamente tal como fue diseñado, en tanto que unainstalación hecha pobremente puede originar que el sistema nofuncione según lo planeado.La tubería de polietileno DriscoPlex™, aún para sistemas sinpresión o flujo por gravedad, cuando menos se deberán seguir loslineamientos del ASTM D 2321, “Prácticas Estándar para laInstalación Subterránea de Tubería Termoplástica para Drenajes yotras Aplicaciones de Flujo por Gravedad”, y los sistemas a presión

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Defecto

Diámetros Pequeños Diámetros Mayores

Defecto

deberán de ser instalados de acuerdo al ASTM D 2774, “PrácticasEstándar para la Instalación Subterránea de Tubería Termoplásticade Presión”.Los planos y especificaciones del sistema pueden incluirrequerimientos adicionales. El constructor deberá de conocer éstainformación antes de instalar los productos de polietileno deDriscoPlex™.

Terminología del Material de Relleno de zanjasLos materiales de relleno que envolverán la tubería enterrada semencionan a continuación. Ver Figura 27.Base.- Una base se necesita solamente cuando el fondo de lazanja no tiene un a base firme para trabajar, o cuando no hay unsoporte suficiente para la tubería a instalar. Si la base se requiere,un colchón es necesario sobre la base.Relleno Inicial.- Esta es la zona crítica del relleno, para la tubería,se requiere de un mínimo de 6” sobre la tubería. La capacidad dela tubería para resistir cargas y resistir la deflexión estadeterminada por la calidad del material del relleno y la calidad de lacolocación. En está zona se encuentran el colchón, el apostillado ylas zonas primaria y secundaria.

Colchón.- Adicionalmente a la nivelación del fondo de la zanjaal nivel requerido por el proyecto, el colchón elimina todas lasirregularidades y asegura el suficiente soporte necesario por latubería. El colchón es necesario cuando se requiere de base, perono siempre se necesita de base en la zanja para colocar uncolchón de material.

Acostillado.- El relleno debajo de la tubería soporta la tuberíay distribuye la carga. La calidad del relleno en el apostillado y sucolocación son los factores muy importantes en limitar lasdeformaciones por flexión de la tubería.

Relleno Primario Inicial.- Esta zona del relleno proporciona elsoporte necesario contra la deformación lateral de la tubería. Seextiende desde de la parte baja de la tubería hasta el menos al75% del diámetro de esta, o al menos 6” sobre la corona de latubería si la tubería va a estar constantemente bajo el nivel delagua.

Relleno Secundario Inicial.- El material del relleno en estázona distribuye las cargas encima de la tubería, y aísla la tuberíade cualquier efecto adverso por la colocación del relleno final.Donde el nivel freático del suelo sube sobre la tubería, el rellenosecundario deberá ser la continuación del relleno primario.

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Relleno Final.- El relleno final no es una zona que rodeé latubería, pero debe de ser libre de piedras, escombro de laconstrucción, pedazos de madera y cualquier material cuyadimensión sea mayor a 8”.

Figura 27 Terminología del Relleno

ExcavaciónEn terreno estable, el ancho mínimo de zanja, Bd, variará según eldiámetro de la tubería como ilustrado en la Figura 28 y la tabla 25.La zanja deberá de ser suficientemente ancha para colocar ycompactar el relleno en el área del acostillado, debajo de la líneade centro de tubería. Para minimizar las cargas de la tubería, elancho máximo de la zanja no deberá de exceder el ancho mínimode esta por más de 18” mas es espesor de cualquier protección,división, muro, etc. a menos de que sea aprobado por el ingenierode campo. Para zanjas que alojan múltiples tuberías, la distanciaentre estas deberá de ser la misma que la de una tubería y lapared de la zanja. Ver tabla 25.

Relleno Inicial:

Relleno SecundarioInicial

Relleno PrimarioInicial

Apostillado

Colchón

Base

Base del Tubo

Línea de Centro del Tubo

Corona del Tubo

Nivel de Piso

Relleno Final

Figura 28 Ancho de Zanja

Tabla 25 Ancho Mínimo del Pozo

Dependiendo de la estabilidad del terreno de la zanja y suprofundidad, los lados de la excavación, por encima de la coronade la tubería, pueden requerirse que sean inclinadas oescalonados, como ilustrada en la figura 28. Cuando se esteexcavando en terreno inestable, el ancho de la zanja arriba de latubería deberá de ser inclinado y/o ampliado. Se usarán cimbras omedios de contención en las paredes de la excavación, cuando lascondiciones del sito lo requieran, o los reglamentos de construccióno agencias de seguridad así lo indiquen. Cuando se use “cajas deprotección”, se deberá excavar una zanja escalonada a unaprofundidad hasta la corona de la tubería y un 1/4 del diámetro dela tubería (debajo de la corona); la caja de contención se instalaráen la zona escalonada. Ver Figura 29. La excavación del área de latubería hasta la base de la zanja deberá de ser hecha con laprotección ya colocada.

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Con Pendiente Angulo de Reposo Escalonada

Bd Bd Bd

Diámetro Nominal, in Ancho Mínimo de Zanja,Bd, in

Separación entre TuberíasParalelas, in

< 3 12 43 - 16 D.E. de la Tubería + 12 6

18 - 34 D.E. de la Tubería + 18 9

36 - 63 D.E. de la Tubería +24 12

72 - 96 D.E. de la Tubería + 36 18

Figura 29 Instalación de una “Caja de Protección”

Para las tuberías de sistemas a presión como líneas principales deagua, de gas o de drenaje presurizado, la pendiente del fondo de lazanja no es crítica. El fondo de la excavación puede presentarondulaciones, pero debe proporcionar un buen soporte a la tuberíaen toda su longitud y debe de estar libre de huecos, orillas filosas,topes y cosas por el estilo. Cualquier irregularidad deberá de sernivelada o llenada con material compactado. Si el fondo esrazonablemente uniforme, el terreno es estable y libre de rocas, labase o el colchón pueden no ser necesarios.Para sistemas de drenaje por gravedad el fondo de la zanjadetermina la pendiente de la tubería, así dicho fondo debe de serconstruido según la pendiente especificada para la tubería, esto selogra normalmente mediante la instalación de una base y sucolchón o solamente con el colchón. Si el fondo de la excavaciónes razonablemente uniforme y el terreno es estable y libre derocas, la base y el colchón pueden no requerirse.La tubería deberá de ser colocada en una base estable. Donde seencuentre agua presente en la zanja, o donde el fondo esinestable, el exceso de agua deberá de ser removido antes decolocar la tubería. El agua freática deberá de ser desalojada a unnivel inferior a la base de la zanja. Durante el bombeo del aguacuide de no remover arena o tierra, y no dañar el material de labase.Donde el fondo sea inestable como en terrenos lodosos y arenososcon poca consistencia, será necesario estabilizarlo ya seaexcavando a un nivel donde el terreno sea estable, y colocandouna base y/o un colchón de materiales compactados Clase I y II.También pude consultar a especialistas en mecánica de suelospara el uso de “Geotextiles”

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Bd

D

Caja de Protección de Zanjaen Zona Escalonada

Lados con Pendienteal Angulo de Reposodel Material

Termine el Colchón y elRelleno Inicial antes dedesplazar o levantar la Cajade Protección

D/4 Max

Cuando se necesite, el espesor mínimo de la base de la fundiciónes de 6”. Cuando se requiera de la base y del colchón es espesorel mínimo del colchón será de 4”. Sin base, el espesor mínimo delcolchón será de 6”. Todos los materiales usados para el colchón, elacostillado, los rellenos primario y secundario deberán decompactarse cuando menos al 90% de la densidad ProctorEstándar, o según sea lo especificado para el proyecto. Unacompactación mecánica, que puede ser tan simple como elcompactar con una pala el material Clase I, puede ser suficientepara alcanzar el 90% Proctor.Cuando la tubería es instalada en terreno rocoso o con piedrascortantes, la zanja deberá de ser excavada al menos 6” por debajodel nivel inferior de la tubería, y recuperar ese nivel con una basecompactada. Remueva las rocas, piedras y escombro grande paraprevenir puntos de riesgo y proporcionar una base uniforme para latubería.

Colocando la Tubería en la zanjaLa tubería hasta 8” de diámetro y pesando mas o menos 6 lbs/piepuede ser colocada en la zanja a mano. Tubería de mayor peso odiámetro requieren de equipo adecuado para levantar, mover ybajar la tubería en la zanja. La tubería no deberá de ser tirada,empujada o rodada en la zanja. Se deberán tomar todas lasmedidas de seguridad apropiadas cuando haya personas dentro ocerca del pozo. Algunos requerimientos del equipo para manejar ylevantar la tubería se mencionaron en los capítulos anteriores.

Curvado de Tubería en Campo (En frío)Los rollos o tramos largos de tubería pueden doblar en frío en ellugar de la obra. El radio de curvatura es determinado por eldiámetro y el RD (Radio Dimensional) de la tubería. Ver Tabla 26.Debido a que las conexiones y los adaptadores tipo brida sonrígidos comparados con la tubería, el radio mínimo de curvatura encampo es de 100 veces el diámetro de la tubería cuando estasconexiones estén presentes en la línea.Los atraques u otras sujeciones temporales se deberán de retirarantes de hacer el relleno final, y cualquier hueco se deberá rellenarcon material compactado.Se puede necesitar de una fuerza considerable para doblar la

tubería en el campo, y esta puede regresar a su posiciónoriginal de manera violenta si las sujeciones se resbalan o sesueltan mientras se realiza el doblado. Observe todas lasprecauciones de seguridad durante esta operación.

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Figura 30 Radio de Curvatura

Tabla 26 Radio Mínimo de Curvatura (en Frío) (de Largo-Plazo)

Instalando Conexiones FabricadasPara evitar daños en el campo, para diámetros mayores (16”IPS o mayores), no deberán de unirse conexiones fabricadasque tengan cambios de dirección como codos, Tess, Yees ocruces a la tubería en mas de uno de sus extremos antes debajarla en la zanja. Las salidas restantes se conectarán usandobridas o con uniones mecánicas después de colocarla en la zanja.Conectar dichas conexiones fabricas en todos sus extremos, ydespués intentar levantarla, moverla, o bajarla a la zanja puederesulta en una fractura de las piezas en el ensamble. Norecomendamos hacerlo de esta manera. Ver Figura 24.

D

R

RD de la Tubería Radio Mínimo de Curvatura en Frío9 20 veces el D.E. de la tubería

> 9 -13.5 25 veces el D.E. de la tubería> 13.5 - 21 27 veces el D.E. de la tubería

> 21 30 veces el D.E. de la tubería

Cuando existan conexiones o adapta-dores tipo brida en la curvatura

100 veces el D.E. de la tubería

Materiales de Relleno de Tubería.Los materiales de relleno preferidos para la tubería de Polietilenode Performance Pipe son materiales los de Clase I y II comograva controlada y arenas clasificadas que cumplan con los tiposGW, GP, SW o SP y clasificaciones duales que inicien con uno deestos símbolos, según se establece en el ASTM D 2487. Estosmateriales deberán de ser usados para el colchón, acostillado, asícomo para el relleno primario y secundario inicial. El tamañomáximo de partícula deberá de ser limitado a 1/2” para tuberías dehasta 4”, 3/4” para tubería de 6” y 8”, 1” para tubería de 10” a 16”y 1-1/2” para tubería mas grande.

Compactado del RellenoLas áreas de acostillado se deberán de rellenar y asegurar, en lamedida de lo posible, que no existan huecos en esta zona. Para lamitad inferior de esta zona, el material se colocará uniformementeen capas no mayores a 4” de espesor, y compactadas con un pisónangulado como se la ilustrada en la Figura 31. Las capas podránaumentarse de 6” y es posible el uso de pisones planos.

Figura 31 Pisón para Compactación

Después de concluir el acostillado, el relleno primario y secundariose deberá de colocar en capas de 6” y compactarlos con pisonesplanos. Si se usa equipo de compactación mecánico, tengacuidado de no dañar la tubería.

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Mango

Barra de Acero

Angulo de 30º

Atraques en Uniones de TuberíaLos sistemas de tubería a presión de polietileno Driscoplex™deberán de ser instalados con uniones que resista tanto la presióninterna, así como las cargas longitudinales de jalado (restringidas),o con uniones parcialmente restringidas y sujetadores externos.Estos sistemas se consideran como completamente restringidos yno requieren de atraques.

Control de Esfuerzos de Corte y de CurvaturaLas tuberías Driscoplex™ que entran o salen un registro o unaestructura como una pared, Registro-Hombre deberán de serprotegidas contra los esfuerzos de corte y de curvado que sepueden se desarrollan durante la instalación y la compactación.Una base compactada y un colchón compactado se deberán deinstalar debajo de la tubería donde exista un registro o unaestructura como se muestra en la Figura 32. A la entrada o salidade la estructura, la tubería deberá de ser envuelta en una banda dematerial elastomérico; después el hueco anular que se tenga entrela tubería y la estructura se deberá sellar ya sea mecánicamente,con cemento o resinas. El sellado evita la migración de fluido através de la sección anular.

Figura 32 Control de Esfuerzos de Corte y de Curvatura

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Base Compactada

Pared: Edificio, Registro-Hombre, Registro, etc.

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2DMin

Sello del Hueco

Protección

Banda de Elastómeroalrededor de la Tubería

Base Compactada

Colchón Compactado

Colchón Compactado

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Cuando la tubería se conecta mediante bridas a una pared comoun edificio o un registro, o un soporte estructural como el de lafigura 33, se recomienda protegerla contra las cargas de corte ycurvado. Una forma de hacerlo es usar soportes con mordazas,protegiendo la tubería con una banda de elastómero en dondeaprieta la mordaza.Donde la tubería o conexiones Driscoplex™ se unen con válvulas,hidrantes y otras piezas pesadas, o a tuberías rígidas, serecomienda un soporte como el ilustrado en la Figura 35 que secolocará por debajo del equipo o la tubería rígida, y por lo menosel equivalente a 2 diámetros de largo en la tubería a conectar. Losmateriales del soporte deberán de ser compactados al menos de laClase I y II, o cemento estabilizado Clase I, II y III, o concreto. Elmaterial de relleno alrededor de las tuberías, de conexiones,válvulas y piezas deberá de ser compactado.

Figura 33 Soporte para Conexión Brida en Pared

Pared

Envuelva la Tubería en una Banda deElastómero. Después Apriete lasmordazas del Soporte Estructural

Soporte Estructural

2D

D

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Figura 34 Protección de Conexiones y Accesorios Bridados

Donde la tubería está conectada a accesorios rígidos comoconexiones para cambios de dirección fabricadas, conexionesbridadas o cualquier otra conexiones rígidas, la tubería deberá deser protegida contra esfuerzos de corte, flexión y doblado. Lasbridas colocadas en el piso se pueden convertir en atraques en latierra, y deberán de ser soportados en algún tipo de base. En lasfiguras 34 a 42 se ilustran algunos métodos para proteger lasconexiones a los accesorios rígidos, descritos anteriormente. Endonde se sujete la tubería o conexiones de PE con abrazaderasmetálicas, se deberá proteger usando bandas de materialelastomérico o de hule, para evitar dañar la superficie del PE.

2D

D

Mordaza

Soporte conEstrias para Tubo

Holgura

Figura 35 Relleno de Soporte de Piezas Bridadas

Relleno FinalEn general, el relleno final puede ser material producto de laexcavación, mientras este libre de piedras, escombro deconstrucción y cualquier material mayor a 8” en su dimensiónmayor.Donde la excavación va a estar sujeta a cargas vivas como encruces de carretera o vías de ferrocarril (H-20 o E-80), bases decimentaciones, desplantes de estructuras, estacionamientos oáreas de almacenamiento, el relleno será grava angular Clase I oII, compactada al menos al 95% Estándar de Densidad Proctor o loque se especifique en el proyecto.

Efecto de PoissonCuando una tubería que no es de polietileno y sus componentes seinstalan a la misma presión con una de tubería de PE, o cuando latubería de PE se une a una tubería con conexión espiga campanasin una sujeciones como PVC o hierro dúctil, las juntas se deberánde proteger para evitar la separación, originada por las fuerzas dejalado que produce la presión interna del sistema.Cuando se aplica presión interna a tuberías fabricadas demateriales dúctiles, el diámetro se expande ligeramente y lalongitud disminuye de acuerdo al radio de Poisson del material.

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2DMin

2DMin

D

6” Min

Relleno de SoporteVálvula oTerminación Bridada

Huecos para Alojar Bridas yAcceso a Tornillería

Suelo Nativo sinAlterar o Base deMaterial Compactada

Con tramos de tubería unidos por espiga - campana sin sujeciónadicional, el efecto de Poisson se limita a la longitud de cada tramode manera individual, pero con tubería con uniones monolíticas(restringidas), como las fusiones de la tubería de PE, el efecto esacumulativo sobre la totalidad de la longitud de los tramos termofusionados. Cuando la tubería de polietileno termo fusionada esconectada a una unión mecánica espiga - campana sin sujecionesde PVC, hierro dúctil o Asbesto Cemento, el efecto de Poisson dereducir la longitud de la tubería de PE, puede causar la fractura ola separación de unión donde se realiza la transición de la tuberíade PE a otra tubería de los materiales referidos. Para prevenir esteefecto de jalón en el área de transición, será necesario usar algúntipo de protección instalando sujeciones externas en las campanasy en la espiga, o instalando un anclaje en la línea de PE, o biencon una combinación de ambas técnicas.Los atraques convencionales usados en los cambios de direcciónno son efectivos contra el efecto Poisson, ya que estos sondiseñados para resistir las fuerzas de empuje generadas por lapresión interna que tratan de separa la unión mecánica, mientrasque en el efecto de Poisson, se aplica una fuerza de “jalado”externa, adicional a la de la presión interna, es decir una fuerzaadicional que no se considera al diseñar los atraques. Elserpentear la tubería en la zanja, tampoco es un método efectivopara prevenir el efecto de Poisson.

El Efecto de PoissonCuando un esfuerzo de tensión se aplica al un material, este seelonga en la dirección del esfuerzo aplicado, y tiende a reducirseen ángulos rectos a la dirección del esfuerzo. Está relación sellama el Efecto Poisson, que es la respuesta natural a esta carga yocurre con todos los materiales, pero es mas perceptible en losmateriales dúctiles. Por ejemplo, cuando una barra de metal essometida a una prueba de tensión, se alarga y angosta en loslados. Mientras una liga de hule se estira y se angosta. Cuandolas tuberías de polietileno, de PVC y de metal están presurizadas,el diámetro se expenderá ligeramente y por el efecto Poisson latubería se reducirá en longitud. Una sección de tubería con uniones completamente restringidas(termo fusionadas), como sucede con las de polietileno, transmitiráel efecto Poisson, reduciendo la longitud a través de las termofusiones. Las uniones “restringidas” incluyen fusiones, conexionesbridadas, adaptadores MJ y otras conexiones mecánicas consujetadores. Si se conecta una conexión espiga campana o unaunión mecánica sin sujeciones adecuadas a la tubería de PE, elefecto acumulativo de Poisson puede causar que estas uniones oconexiones se separen.

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Por eso, las uniones y conexiones mecánicas sin sujeciones queestán conectadas con tuberías de polietileno se deben protegercontra las fuerzas que tratan de separa la junta..

Técnicas para Sujetar Conexiones

ADAPTADORES TIPO BRIDA Y JUNTAS MECÁNICAS

Adaptadores tipo brida se usan para conectar la tuberíaDriscoplex™ HDPE a bridas o uniones mec*nicas. Los adaptadorestipo brida Driscoplex™ y los adaptadores MJ tienen la mismaresistencia a la presión que la tubería y se consideran comouniones “restringidas” al fusionarse a la tubería de PE, después seconecta a la brida o conexión mecánica deseada. Vea la literatura ynotas técnicas de Performance Pipe para información sobre lainstalación de estas conexiones.

CONEXIÓN DE TUBERÍA DE PE POR INSERCIÓN

Cuando una tubería de PE se inserta en una tubería de PVC o enuna campana de hierro dúctil o una campana de alguna uniónmecánica, se requiere de un inserto rigidizador interno en la tuberíade PE y de una pieza de sujeción por compresión externa sobreesta. Los rigidizadores internos deben de extenderse dentro de latubería de PE lo suficiente asegurar un efecto de compresión en lazona del empaque y de la pieza externa de sujeción, que es laparte que previene la separación de la junta.Un rigidizador interno y una sujeción mecánica externa senecesitan cuando el extremo de una tubería presurizada de PE seconectada a:

• Uniones de espiga - campana (de empujar) en PVC y piezas dehierro dúctil como, válvulas, hidrantes y tubería;

• Coples envolventes atornillados• Uniones mec*nicas para tubería, uniones bridadas, v*lvulas e

hidrantes (cuando un adaptador Driscoplex(r) MJ no es usado).

Para uniones fusionadas con adaptadores tipo brida o adaptadoresMJ Driscoplex™, no se necesitan rigidizadores internos nosujeciones externas.

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Técnicas para Evitar la Separación de Uniones.La región de transición donde una lingada larga de PE seconecta con una tubería que tiene uniones mecánicas simples(PVC, Hierro Dúctil, etc) el efecto de Poisson puedeextenderse a varios tramos de la tubería que no es de PE, yaque dicho efecto puede transmitirse de un tubo a otro. Unmétodo de evitar el efecto de jalado típico, incluye atracarvarias secciones de tubo con unión mecánica simple cercanasal punto de transición, o sujetando la unión de transición einstalando atraques a varias secciones de tubo unidomecánicamente y cercanos a la transición de materiales. LasFiguras 36 y 37 ilustran las técnicas antes referidas.

Figura 36 Método para Evitar la Separación de Uniones.

Figura 37 Método para Evitar la Separación de Uniones.

Parte alta del Terreno

Parte alta del Terreno

Sujeciones ExternasJunta Mecánicacon Sujetador

Abrazadera para la Pared de PEJuntas Mecánicas

Unión de Inserción (Por Ejem.Conexiones Espiga - Campana)

Unión de Inserción (Por Ejem.Conexiones Espiga - Campana)

Atraque de Concreto

Adaptador MJ

Adaptador MJ

Tubo de PE

Tubo de PE

Fuerza de JaladoEl efecto Poisson se presentará siempre que se tenga presurizadauna tubería. Debido a que la presión interna es mayor durante laspruebas y en los “golpes de ariete”, el efecto de Poisson serámayor durante estos eventos comparados a la operación normal dela tubería a una presión mas o menos constante.Precaución- Antes de hacer pruebas de hermeticidad, todas lasuniones mecánicas deberán de ser instaladas y aseguradas consus elementos de sujeción recomendados, según las instruccionesdel fabricante, y los atraques de concreto en la línea y cualquierotro dado(si son usados) deberán de estar fraguados y con elrelleno necesario. Ver Notas Técnicas PP-802-TN Pruebas deHermeticidad.El ingeniero de diseño del proyecto, deberá de determinar lasfuerzas de “jalado” producidas por el efecto Poisson y lascondiciones de uso de la aplicación particular de lainstalación; con esto podrá definir los métodos apropiadospara proteger las uniones mecánicas simples, en tramos detubería que tengan riesgo de separase debido a las fuerzas delefecto de Poisson.Para un diámetro de tubería de PE y un RD determinado, la fuerzade “jalado” del efecto de Poisson puede ser calculadamultiplicando el área de la sección anular de la tubería de PE porel resultado de multiplicar el esfuerzo en la circunferenciaproducido por la presión interna y al radio de Poissoncorrespondiente.

F = S m p DM2 [(1/RD)-(1/RD2)]

Donde:F = fuerza de “jalado”, lbsS = esfuerzo en la circunferencia, lb/in2

S = P (DR-1) / 2

P = presión interna, lb/in2

RD = radio dimensionalm = Radio de Poisson (para PE, 0.45 para esfuerzos a largo

plazo, 0.35 para esfuerzos de corta duración)p = Pi aproximadamente 3.142DM = diámetro promedio de la tubería, in

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La tabla 27 reporta las fuerzas de “jalado” aproximadas, generadaspor el efecto de Poisson para algunos diámetros de tubería PEdurante la operación del sistema a la presión interna nominal,durante la prueba de hermeticidad al 150% de la presión nominaldel sistema y durante un “golpe de ariete” severo mientras la líneaopera a presión constante y el golpe de ariete produce unincremento de la presión de un 200%.

Tabla 27 Fuerzas de Jalado Aproximadas del Efecto de Poisson

Técnicas Especiales para Instalaciones Subterráneas.Por su flexibilidad y la alta confiabilidad de las uniones fusionadas,cuando se hacen correctamente, se pueden emplear técnicas deinstalación especial para la tubería Driscoplex™. Estás técnicasincluyen el uso de una retroexcavadora con “arado”, colocación ojalado de la tubería en cepas angostas, perforación horizontal ydireccional. Estas técnicas minimizan la excavación haciendocortes angostos o perforaciones menores para instalar la tubería, yluego jalando o colocando la tubería en la zanja o barreno. Estastécnicas requieren de terrenos estables y libres de piedrasgrandes, y exceptuando la perforación direccional, usualmenteestán limitadas a profundidades pequeñas.

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Tamaño dela Tubería

Medida DIPS(RD 11)

Fuerza de Jalado Aproximada, lbs (a)

Operando aPresión Nominal (b)

Durante Pruebasde Presión a 150%

de la PresiónNominal (c)

Operando a la PresiónNominal mas la MáximaPermitida para Golpes de

Ariete Ocasionales (d)

4” 1,892 2,208 3,3646” 4,102 4,786 7,293

8” 6,953 8,112 12,361

10” 10,801 12,602 19,202

12” 15,195 17,727 27,013

16” 23,928 27,916 45,539

(a) Valores para el agua a 73º(b) Presión para RD 11, Clase 160 =160 psi, Fuerza de jalado determinada alargo plazo con un radio de Poisson de 0.45(c) Fuerza de jalado determinada a corto plazo con un radio de Poisson de 0.35(d) Presión total de la tubería durante el golpe de ariete = 160 psi de presiónconstante + 160 psi del golpe de ariete = 320 psi. Valores determinadoscombinando las fuerza de jalado por la presión constante (radio de Poisson alargo plazo 0.45) mas la fuerza de jalado para el golpe de ariete(radio de Poissona corto plazo 0.35)

Otras fuerzas longitudinales como la expansión y contracción térmica, inercia delfluido, o generadas por la instalación no son consideradas en los valores de latabla. Ver el Manual de Ingeniería de Performance Pipe para información sobrecargas adicionales.

USANDO UN ARADO PARA COLOCAR EL TUBO

El arado y “plantado” de tubería, consiste en cortar una zanjaangosta y simultáneamente colocar la tubería en el zanja a travésde una zapata o tubo alimentador que se coloca en la parte traseradel equipo que va abriendo la zanja. Las cepas para la tubería de1-1/2” IPS y menores son frecuentemente hechas con aradosvibratorios. Para tamaños mayores se usan cortadores de rueda oexcavadoras de cadena con cortadores semicirculares. El ancho dela cepa deberá de ser ligeramente mayor que el diámetro externode la tuberíaLa zapata o tubo alimentador deberá de colocar la tubería en elpiso del corte. El radio de curvatura de corto plazo que se usa en lazapata puede ser mas cerrado que el radio de curvatura en frío alargo plazo (Tabla 26), pero no debe de ser tan cerrado que latubería se colapse. La Tabla 28 presenta los radios mínimos decurvatura para aplicaciones como el arado y plantado. El recorridode la tubería en la zapata o tubo alimentador deberá de ser librede fricción, tanto como se posible.

Tabla 28 Radio de Curvatura Mínimo a Corto Plazo

La tubería se alimenta sobre el equipo de excavación hacia lazapata o alimentador de carretes con el tubo enrollados o tramosrectos que han sido previamente fusionados en un lingada larga.Tubería de hasta 12” que han sido instaladas usando este método.

JALADO

En este método se hace la zanja y después se jala la tuberíafusionada por uno de sus extremos para colocarla. El jalado sepuede hacer atando el extremo de la tubería, en la de unaexcavadora, si es de disco o cadena, la operación de jalado puedehacerse de forma simultánea con la excavación o bien como unaoperación posterior. En cualquier caso, el jalado requiere de unazanja relativamente recta y la fuerza de jalado que se aplica a latubería no debe de exceder la Fuerza de Tensión Permitida, FTP,(fuerza de jalado que no origine daños) para la tubería. Por esto,

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Radio Dimensional de la Tubería Radio de Curvatura Mínimo a Corto Plazo

9 10 veces el D.E. de la tubería

> 9 - 13.5 13 veces el D.E. de la tubería

> 13.5 - 21 17 veces el D.E. de la tubería

> 21 20 veces el D.E. de la tubería

este método está limitado a tramos cortos.La Fuerza de Tensión Permitida, FTP, (fuerza de jalado que noorigine daños) puede ser determinada por:

FTP = p D2 fY fT TY ((1/RD) - (1/RD2))Donde:

FTP = carga de tensión permitidaD = diámetro externo de la tubería, in

fY = factor de diseño(seguridad) de tensión a ceder, Tabla 29fT = tiempo debajo del factor de diseño(seguridad) de tensión,

Tabla 29TY = fuerza de tensión al cede, lb/in2 (Tabla 30)

RD = radio dimensional de la tubería.

Cuando la tubería de polietileno está sujeta a una fuerza de jaladopor un corto plazo, la tubería se estirará un poco antes de llegar alpunto de cede. Pero si el esfuerzo se limita al 40% de la fuerza decede, la tubería usualmente se recuperara sin daño a su longitudoriginal en un día o menos después de que el esfuerzo se hayaeliminado.

Tabla 29 Factores de Diseños Recomendados para la FTP

La fuerza de ceder de la tubería puede ser estimada usando losvalores de la Tabla 30. A diferencia de materiales más frágiles, latubería de polietileno se puede elongar mas de 400% entre el valorde ceder a tensión y el punto de rompimiento. Sobre todo porquelos valores para cede y de rompimiento son mas o menos losmismos, así que en una prueba, en los indicadores de tensión nomostraran que la tubería ha cedido ya que esta se elongará hastael punto de rompimiento sin cambiar la fuerza aplicada. La únicaindicación será que la muestra sujeta a tensión se continuarámoviendo.

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Factor Parámetro Valor Recomendado

fY Factor de Diseño Tensión al Cede † 0.40

fT Factor de Diseño para el Tiempobajo Tensión

1.0 hasta1 h

0.95hasta12h

0.91 hasta24 h

† Los factores diseños y de seguridad son a el inverso uno del otro. Multiplicarpor 0.40 el factor de diseño es lo mismo que dividir por 2.5 el factor de seguridad.

Tabla 30 Valores Aproximados del Esfuerzo de Tensión al Cede

Cuando se jala una tubería de polietileno, especialmente diámetrospequeños, la fuerza de jalado deberá de ser monitoreada ymantenida debajo de los valores FTP para el diámetro de latubería, y ambos el extremo que se jala y el que se arrastradeberán de ser monitoreados para verificar un movimiento continuoy suave. Cuando el equipo de jalado pueda exceder le valorFTP de la tubería, instale un elemento débil en el extremo quese jala de la tubería de polietileno. Este dispositivo deberá de serpuesto para bajar el nivel de FTP. Una tramo de tubería de PE delmismo diámetro con menor espesor de pared o de menor diámetro,que nos de el FTP se pueden usar como “fusibles”.

Dado que la fuerza de jalado provocará que la tubería se elonge, elextremo que se está jalando se deberá colocar entre un 3% a 5%,de la longitud total de la lingada, mas allá del punto objetivo determinación, y el extremo que se arrastra deberá de ser dejado conuna longitud igual que la anterior. Las conexiones finales deberánde ser hechas al día siguiente del jalado, para permitir que latubería se recupere del esfuerzo aplicado, y que se contraiga a sulongitud definitiva. La longitud extra en ambos extremos, aseguraque la tubería no quedará corta para cubrir la distancia realmarcada en el proyecto.

Tabla 31 Valores Aproximados de FTP A

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Material Esfuerzo Aproximado de Tensión al Cede, TY, a la Temperatura deltubo

73º F (23ºC) 100º F (38ºC) 120º F (49ºC) 140 F (60ºC)

HDPE 3200 lb/in2

(22.1 MPa)2910 lb/in2

(17.4 MPa)2365 lb/in2

(13.7 MPa)2015 lb/in2

(14.3 MPa)

Factor deTemperatura

1.00 0.91 0.74 0.63

Diámetro IPS FTP A, lb

SDR 17 SDR 13.5 SDR 11 SDR 9

1/2” 235 280

1/4” 378 4511” 575 687

1 - 1/4” 916 1,095

1 - 1/2” 1,200 1,434

2” 1,875 2,241

3” 2,728 3,380 4,072 4,867

4” 4,510 5,587 6,732 8,045

6” 9,774 12,109 14,591 17,437

PERFORACIÓN HORIZONTAL

La perforación horizontal o perforación de caminos se usa parainstalar tuberías o canalizaciones debajo de caminos o estructuras,donde abrir una cepa es difícil o poco práctico. Con este método seperfora un barreno y posteriormente se instala la tubería de PE.Normalmente es necesario excavar cajas para la entrada y lasalida. Los barrenos se abren normalmente con un husillo rotatorioque opera dentro de un envolvente metálico. El husillo sobresaleun poco en el frente del envolvente, y ambas partes vanavanzando simultáneamente hacia la caja de salida. Normalmenteel envolvente se queda en el barreno como una camisa o bien seinserta un tubo metálico, que va desplazando al envolvente delperforador.Cuando se instala en una camisa, la tubería de polietileno condiámetro exterior controlado, no requiere de piezas separadoras(centradores) para aislamiento eléctrico con la camisa metálica. Elpolietileno no es conductor y no afectará la protección catódica dela camisa. Si instalamos la tubería de PE “serpenteada” dentro dela camisa, se facilitará que esta, se acomode a los cambios delongitud que podrán presentarse por cambios de temperatura. Si seusan centradores, estos facilitarán que las cargas de empuje,producidas por la expansión térmica, trabajen sobre los extremosdel encamisado, lo que puede debilitar o romper los sellos de losextremos de la camisa y la tubería de PE.

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Diámetro IPS FTP A, lb

SDR 17 SDR 13.5 SDR 11 SDR 9

8” 16,566 20,523 24,730 29,55310” 25,735 31,882 38,416 45,91012” 36,202 44,849 54,041 64,58214” 43,648 54,073 65,156 77,86616” 57,010 70,627 85,102 101,70218” 72,153 89,387 107,707 128,71720” 89,077 110,354 132,972 158,91022” 107,784 133,528 160,896 192,28124” 128,271 158,910 191,480 225,530

A Los valores de la FTP en la tabla son a 73º F y para una hora o menos de laduración del jalado, usando un valor de 3200 psi. Para el Esfuerzo de Tensión alCede. Dependiendo de la aplicación, ajuste el valor FTP a la temperatura yduración del jalado o ambas. Para temperaturas elevadas, multiplique el valorFTP por el factor de la temperatura de la Tabla 30; para una de duración dejalado de 1 y 12 horas, multiplique el valor FTP por 0.95; y para una duración deentre 12 y 24 horas, multiplique el valor FTP por 0.91.

A Menos que la presión externa del nivel freático pueda colapsar latubería de PE (Ver Tabla 14), no es necesario rellenar con grout elespacio anular. La tubería PE debe de protegerse contra esfuerzosde corte y curvado en la entrada y salida de la camisa. Cuando se jala la tubería de PE dentro de la camisa, no se deberáde exceder la ATL correspondiente.

PERFORACIÓN DIRECCIONAL

La perforación dirigida, hace uso de equipos que permiten dirigir labarrena perforadora en el terreno a lo largo de una rutapreviamente trazada y que permite rodear o evitar posiblesobst*culos que se pueden presentar en el camino, como puedenser ríos, lagos, o zonas de alta concentración de servicios. Comoen la perforación horizontal, la perforación direccional pude usarsepara instalar encamisados o bien instalar directamente seccioneslargas de tubería Driscoplex™.

Al irse perforando el barreno, una barrena metálica va haciendo elcorte del terreno, unida a una sección de barras de acero huecas.Por el interior de las barras se inyectan lodos de perforación queayudan a enfriar el cortador, sacar la tierra excavada y lubricar elcorte. En la parte final de la perforación, la sección de barras deacero y el cortador se orientan en un cierto ángulo hacia lasuperficie. En la caja de salida se retira la cabeza de corte y en sulugar se coloca una rima o ensanchador. En la misma rima sepuede acoplar la tubería que va a ser insertada al momento de irampliando el barreno piloto, que se taladro previamente. Cuandolas fuerzas de jalado pueden exceden la FTP para la tubería PE,se puede colocar un fusible, entre la rima y la tubería, con otratubería o material que evite que se sobrepase la tensiónespecificada para el diámetro de tubería que se va a colocar.Mientras se va jalando de regreso las barras de perforación, la rimava ensanchando el barreno y se va insertando el tubo de PE. Paraprevenir daño al tubo PE durante el retro ensanchado, elmovimiento de la tubería y la fuerza de jalado se deberán demonitorear y asegurarse de que los valores no excedan la ATL dela tubería. Información sobre la perforación direccional seencuentra disponible en el ASTM F 1962 y Las Notas Técnicas dePerformance Pipe PP 800-TN.

EncamisadoEl encamisado o inserción para rehabilitación, es una camisa de

tubería Driscoplex™ de menor diámetro que el diámetro interior dela tubería a rehabilitar. En la Tabla 9 se pude ver los flujos

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comparativos para tuberías de cerámica y de concreto rehabilitadaspor el encamisado de la tubería de Driscoplex™.Las instalaciones con encamisados puede estar sujetas a cambioslongitudinales por temperatura. Los encamisados de pared delgadaen drenajes, se pueden colapsar si la carga hidrostática externa esalta, debida a altos niveles freáticos o por inundaciones. Laresistencia al colapso por cargas hidrostáticas externas, se puededeterminadas para un determinado espesor de pared delencamisado. Ver Tabla 14.La figura 38 ilustra un encamisado para drenaje sanitario. Anteshacer el encamisado, el drenaje deberá de limpiarse, eliminar todaslas raíces y escombro del interior. Inspección por video también sepuede usar para localizar las conexiones de servicio,desalineamientos y deterioro estructural. En general, lasconexiones de servicio; el registro de jalado, áreas muydeterioradas, desalineamientos significativos y curvas mayores a11-1/4º requerirán de excavación. Los pozos de visita se usannormalmente como cajas de jalado. Para mas información vea elASTM F 585 “Prácticas Estándar para la Inserción de Tubería dePolietileno Flexible en Drenajes Existentes” y el Manual deIngeniería de Performance Pipe.El encamisados con tubería Driscoplex™, puede usarse para latubería con o sin presión y puede ser instalada por empuje o jaladoo una combinación de ambas. Para el método de jalado, el espacioanular entre el diámetro interior de la tubería a reparar y la nuevatubería que se va insertar deberá de ser de mínimo el 10% o masdel diámetro interior de la tubería original. Para hacer unencamisado por empuje el espacio anular deberá de ser entre un10 y un 30%. La fuerza de tensión que se aplique con el método dejalado no debe de exceder la FTP para la tubería.Los encamisados con tubería Driscoplex™ también puede serempujado usando una malla de tela alrededor del encamisado,enganchado al “bote” de una retroexcavadora como se ilustra en laFigura 40.Después de la instalación del encamisado, las conexiones deservicio son reconectadas. Normalmente se requiere deexcavaciones localizadas para este fin. Cualquier tipo de silleta dederivación, que sea adecuada para el servicio, puede ser usada.Para una toma de derivación mecánica, como una silleta conbandas o un Inserta-Tee® (Figura 41), la corona de la tuberíaoriginal debe ser removida, para tener acceso a la línea nueva. Lacaja excavada y el tramo de tubo viejo removido, deberán de ser losuficientemente amplios para el que el personal y el equipomaniobren cómodamente.

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Figura 39 Cabezas de Jalado para Encamisado.(Estas cabezas de Jalado no son adecuadas para PerforaciónDireccional)

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Cabeza de Jalado Fabricada de Acero

Cabeza de Jalado Tipo Reducción o Tapón de PE

AtornilladoArgolla Giratoria (“loca”)

Argolla Giratoria (“loca”) Fusionar al Encamisado

Ancho Igual- Dedos y Cuñas

Fusionar al Encamisado

Marcar y Retirar Cuñas

Perfore Barrenos en los Dedos; Pase uncable de de cuerda a través de cada Dedoy Amarre al Anillo de Jalado.

Anillo de Jalado

1 1/2 DMin.

D

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Figura 40 Técnica de Encamisado, Usando el “Bote” de unaRetroexcavadora

Figura 41 Inserta-Tee®

Una vez que la conexión de servicio se termina, el espacio anularentre las dos tuberías deberá de ser sellado para prevenir lamigración del relleno y la caja deberá de ser rellenada. El espacioanular puede ser sellado usando un sello mecánico, grout, concretoo suelo-cemento estabilizado Clase I o II. En el punto deexcavación el relleno inicial es usualmente suelo-cementoestabilizado Clase I y II, tierra compactada Clase I o II o concreto.Se debe de tener cuidado para asegurar que las zonas deacostillado estén llenas y compactadas.

Malla de Tela alrededor del Encamisadoy Enganchado al “Bote”

Encamisado

Anillo Inseta-Tee

Banda SujetadoraEmpaque

Tubo

Técnicas Patentadas de Rehabilitación sin Abrir ZanjasLas técnicas de rehabilitación patentadas sin zanja, típicamenteemplean tecnologías que están y que se usan bajo licencia, asícomo el equipo que se usa, por ejemplo para reemplazar un tubo(rompimiento de tubos) o rehabilitación con reducción temporal deldiámetro exterior (encamisado con apriete por expansión).AVISO: Debido a que las técnicas de rehabilitación patentadassin zanjas, pueden aplicar esfuerzos inusuales durante lainstalación, y dado que la instalación esta fuera del alcance dePerformance Pipe, Performance Pipe no asume ningunaresponsabilidad por los productos instalados usando estastecnologías.

ROMPIMIENTO DE TUBO

En la técnica de rompimiento de tubo, una cabeza rompedora secoloca a la parte frontal de la tubería de polietileno. Cuando se jalaen la tubería a rehabilitar, la cabeza rompedora va fracturando latubería vieja y expandiendo el barreno y simultáneamente se vainsertando la nueva tubería de PE. Con el rompimiento de latubería, se puede incrementar la capacidad de la tubería original, alusar la tubería vieja solo como canalización para agrandar lasección circular e insertar una nueva tubería de mayor diámetroque la original. Como la tubería original ha sido destruida durantela instalación, la nueva tubería deberá de ser diseñadaestructuralmente para resistir las cargas estáticas y dinámicas.Este método está limitado a que exista una tubería que rígida(PVC, Asbesto-Cemento, etc.) que pueda ser fracturada, así comoque el terreno circundante permita realizar la expansión necesariapara inserta la nueva tubería.

ENCAMISADO CON REDUCCIÓN DE DIÁMETRO

Las técnicas de encamisado que insertan un nuevo tubo en unodañado, generalmente emplean métodos para reducirtemporalmente el diámetro de la camisa por métodos mecánicoscomo rolado o doblado del tubo u otras tecnologías. El diámetroreducido temporalmente de la camisa se inserta, jalándola en latubería dañada, una vez en posición se deja que la camisarecupere su diámetro exterior normal; el resultado final será que lacamisa se pega fuertemente a la tubería dañada, con lo que serecupera la hermeticidad de la línea, pero la resistencia estructuralde la misma está en función de la tubería vieja. Con esteencamisado se maximiza la capacidad de flujo de la línea

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rehabilitada y minimiza la excavación, pero, las derivaciones deservicio no serán siempre a prueba de fugas.

INSTALACIONES SUPERFICIALESLas instalaciones superficiales de tubería Driscoplex™,normalmente requiere uniones resistentes a los esfuerzos de jaladocomo: uniones fusionadas, adaptadores tipo brida y unionesmecánicas con insertos rigidizadores. Las primeras premisas deinstalación se enfocan a considerar las expansiones ycontracciones térmicas y para controlar el esfuerzo de curvado, asícomo la tensión que se tenga al soportarla en estructuras rígidas.El calor de los rayos del sol puede originar que se debaajustar el valor de presión nominal de la tubería por efectos detemperatura.Bajo el sol de verano, la tubería de polietileno actúa como uncuerpo negro, y puede alcanzar temperaturas de hasta 140º F. Eninvierno se puede congelar en temperaturas bajo cero. Comorespuesta a cambios extremos de temperatura, la tubería depolietileno se expandirá y se contraerá, tanto en el diámetro, comoen la longitud. Para tuberías muy largas, los cambios en la longitudpueden ser bastante importantes. Vea el Manual de Ingeniería dePerformance Pipe para información del diseño.El cambio de longitud por efectos térmicos se puede absorbermediante la deflexión lateral y la formación de curvas para laexpansión, con esto se permitirá que la tubería serpentee a cadalado. Las juntas de expansión no se recomiendan para líneasde PE.Las tuberías en la superficie se deberán de colocar en un lechosuave y uniforme, lo suficientemente ancho para acomodar elmovimiento de deflexión lateral. El lecho deberá de ser libre depiedras, escombros y demás objetos que puedan dañarla. Sebuscará que la línea tenga un soporte continuo, pero pequeñosbaches o huecos se pueden cruzar si estos son menores a ladistancia mínima ente soportes para la tubería (Tabla 13). Si serequiere cruzar espacios mayores, se requerirá de soportesestructurales.Los soportes en estructuras rígidas y las conexiones debende protegerse contra esfuerzos de curvado excesivos, de locontrario se pueden presentar fallas. Las conexionesfabricados de 16” IPS o mayores se considerarán comoestructuras rígidas y deberán de protegerse. Las conexionesbridadas entre líneas de PE, o conexiones bridadas a otrastuberías de materiales rígidos, válvulas y mecanismos oestructuras deben de ser protegidos contra esfuerzos porcurvaturas en la conexión. Ver Figuras 34 y 42.

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Figura 42 Protección para Curvatura para Tees Superficiales

Las válvulas u otros dispositivos pesados deben de ser soportadosestructuralmente de manera independiente de la tubería y lasconexiones de PE deben de protegerse contra esfuerzosexcesivos. La estructura deberá montarse en la cimentación delsoporte, con este arreglo podrá dar el apoyo necesario a laconexión como se aprecia en las Figuras 34 y 42.Una tubería en la superficie se expandirá y contraerá con loscambios de temperatura, y se moverá a los lados de la línea decentro. Si es necesario confinar este movimiento, en general, latubería podrá de ser colocada entre postes espaciados a cada 50pies. La distancia entre los postes de cada punto de restriccióndeberá de ser de al menos 2 veces el diámetro de la tubería. Enalgunos casos un montículo de un lado de la línea y postes del otrolado y servirá para el mismo propósito.Ocasionalmente, una tubería en la superficie puede ser colocadaen paralelo a un montículo. Para soportar la tubería, se usanpostes o soportes espaciados según las recomendaciones. Latubería es amarrada a los postes con cuerdas, que abarquencuando menos medio diámetro de la tubería.Con el uso de amarres también se puede soportar a una tuberíaque corre verticalmente en el montículo. La parte superior deberáde protegerse estructuralmente contra los esfuerzos de curvatura yse usarán bridas para este fin.

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Extremos de la Tubería Sujetosa la Estructura

Estructura Interconectaday Atirantada

2DTip.

Extremos de la Tubería Sujetosa la Estructura

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En una distancia apropiada, después de la parte superior, seusarán un par de bridas para hacer otro amarre de sujeción. Lascuerdas, bridas y postes de soporte pueden ser instalados tantocomo necesite a lo largo de al tubería.

INSTALACIONES AÉREASComo en las instalaciones superficiales, las instalaciones aéreasde tubería Driscoplex™ normalmente requiere de unionesresistentes a los esfuerzos de jalado. Y de igual manera esimportante considerar el acomodo de la expansión y contratacióntérmica, así como controlar el esfuerzo de curvatura de lasestructuras rígidas (que de definieron con anterioridad). Elcalentamiento producido por el sol sobre la tubería, puedeinducir a reclasificar la tubería por efectos de temperatura.Las tuberías aéreas pueden estar soportadas en racks o colgadas

en estructuras. Los racks deben ser lo suficientemente anchos paraacomodar la deflexión por la expansión térmica. Si el rack esdemasiado angosto, la tubería se puede expandir tanto que puedecaerse de este o salirse por los lados, o puede ocasionar daños aotras tuberías adyacentes. Las juntas de expansión generalmenteno trabajan adecuadamente de con la tubería de polietileno y suuso no se recomienda. La tubería de polietileno tiende a flexionarselateralmente en vez de generar un empuje contra la junta deexpansión. En tubería presurizada, las juntas de expansiónsimplemente se expandirán generando una mayor deflexión en latubería.Los travesaños del rack que soportan la tubería, deberán de estarespaciadas de acuerdo a las recomendaciones para la tubería ouna distancia menor (Tabla 31). Ver el Manual de IngenieríaPerformance Pipe para información en el diseño de racks y deexpansión y contracción térmica.Las figuras 43 y 44 ilustran ejemplos de diseño del racks. Lastuberías sujetas en el centro se flexionarán a los lados conrespecto a la línea de centro. Las anclas de sujeción deberánpivotear con la deflexión de la tubería. Las tuberías ancladas porun lado se flexionarán solamente hacia un lado y las anclaspueden se quedar fijas.

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Figura 43 Rack de Tuberías, Anclada en el Centro

Figura 44 Rack de Tuberías, Anclada Lateralmente

Cuando se instalan en racks, las tuberías son colocadas con unadeflexión lateral inicial para que la flexión adicional sea hacia elmismo lado. Alguna deflexión se presentará cuando la tubería secontraiga al alcanzar la mínima temperatura anticipada.Se deberá instalar un poco mas de tubería (que será flexionada)para que la contracción a temperaturas bajas no enderecetotalmente la línea. Determine el cambio en la longitud, !L, para elcambio de temperatura, entre la del ambiente al momento de lainstalación, y la temperatura mínima esperada, añadaaproximadamente el 10% como factor de seguridad; despuésañada esta longitud a la distancia entre los puntos de anclaje, L. Lalongitud de la tubería expandida puede ser determinada de laformula:

Espaciado de los Soportes

Puntos de Anclado

Anchodel Rack

Deflexión Instalada

Deflexión Por Expansión

Espaciado de los Soportes

Puntos de Anclado

Anchodel Rack

Deflexión Instalada

Deflexión Por Expansión

LP = L + 1.1 !L

Donde:LP = la longitud de la tubería con expansión térmica, ft.

Figura 45 Instalación de Tubería con Deflexión

INSTALACIÓN SUBACUÁTICAEn las tuberías subacuáticas se deberá considerar la instalación decontrapesos (“muertos”) para prevenir la flotación. Ver loscontrapesos para sumergir la tubería en los capítulos anteriores ola información de diseño en el Manual de Ingeniería PerformancePipe. Los “muertos” se pueden instalar en tierra firme o en balsassobre el agua. La línea se arrastra con flotadores, se coloca enposición y luego se procede a hundir. Los diseños de loscontrapesos típicos permiten que la tubería llena de aire flote conlos muertos instalados, taponando los extremos de la tubería. Conflotadores temporales, como barriles amarrados a la línea, sepuede controlar el hundimiento si el diseño requiere decontrapesos muy pesados.En la orilla, la instalación de los muertos puede facilitarse, si seinstala una rampa para deslizar la tubería lastrada en el agua.Sobre el agua, se pueden usar grúas montadas en balsas paralevantar y mover los lastres y la tubería. Se deberá de tener sumocuidado de no torcer o colapsar la tubería.Una vez que lastrada la tubería, se coloca en posición con equipomarino o usando cables para jalarla. Un sistema temporal deanclado se puede usar para mantenerla en posición durante elhundimiento. Para hundir la tubería se inyecta agua por el extremoque está en la orilla, mientras que el aire sale lentamente por elotro. No se debe permitir que el agua corra en toda la longitud dela tubería. El extremo en la orilla deberá de ser levantado para

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LP

L

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crear una curva en “U” en la que el agua se mueve en la tuberíahacia abajo, mientras esta se hunde. El extremo por el que seventea el aire se deberá levantar un poco para evitar la entrada deagua. La velocidad de venteo del aire controla la entradas de aguaen la tubería. La velocidad de hundimiento debe de ser controladapara que la tubería no se curve demasiado y se pueda colapsar.Si la tubería se va a enterrar en el fondo del lecho acuático, todaslas excavaciones deberán de ser hechas antes del hundimiento.Para ayudar en el posicionamiento, el relleno subacuatico que seuse deberá ser tierra gruesa como grava o piedra triturada. Si senecesita de protección adicional, rápidamente se deben colocarmateriales como piedras o pavimento fracturado, como relleno final.

INSPECCIÓN Y PRUEBA

Evaluación de DañosSe pueden presentar daños durante la construcción, el manejo o lainstalación. Un daño grave puede comprometer el funcionamiento ydesempeño del sistema de tubería. La tubería y conexionesdañadas se deberán inspeccionar para determinar si el daño afectael desempeño del sistema. Las siguientes guías se pueden usarpara hacer un recuento de los daños.Para los sistemas de tuberías a presión Driscoplex™, un daño odesalineamiento en la fusión mayor al 10% del espesor mínimo dela pared necesaria para la presión de trabajo del sistema essignificativo. Si la línea va a operar a la presión nominal para el RDde la tubería, el daño máximo permitido es el equivalente al 10%del espesor de pared mínimo de la tubería. Por el otro lado, si latubería va a operar a presiones inferiores a la nominal, dichoporcentaje podrá ser mayor.La forma del daño también es importante y debe de serconsiderada. Para daños pequeños donde la profundidad no esexcesiva, cortes y golpes afilados, se deberán de emparejarsuavemente hasta que la base del daño. Otros daños comopequeños golpes o raspones no requieren de atención. La abrasiónoriginada al arrastrar la tubería o en los procesos de inserción noson de de cuidado.

• Las conexiones y la tubería que tienen daños por un largotiempo de servicio no deberán de ser instaladas. Los dañoscausados después de la instalación pueden requerir que latubería o las conexiones dañadas se deben de reemplazados.

• Las raspaduras y ralladuras no pueden ser reparadasrellenándolas con soldadura por extrusión o con airecaliente. La sección dañada deberá de ser removida yreemplazada.

• Fusiones hechas in apropiadamente no pueden serreparadas. Fusiones defectuosas o desalineadas deben de sercortadas y hacerlas nuevamente desde el principio. Las fusionestipo socket y electrofusiones mal hechas, se deberán quitar yreemplazarlas. Derivaciones con silletas mal colocadas, sedeberán de cortar retirando parte de la línea principal, o si latubería principal no esta dañada, eliminar la descarga de lasilleta de derivación y colocar una nueva en otra sección de lalínea principal. Los accesorios de fusión a socket no se puedenrehusar.

• Las conexiones rotas o dañadas no se pueden reparar.Deberán de ser quitadas y reemplazadas.

• Tubería colapsada no se deberá usar e instalar y no puedeser reparada. Tubería colapsada se deberá quitar yreemplazada.

• La tubería dañada durante el cierre de flujo, medianteprensas, por una emergencia no puede ser reparada. Latubería dañada durante el prensado en una emergencia sedeberá quitar y ser reemplazada.

Prueba de HermeticidadSi por el alcance del contrato se deben realizar pruebas dehermeticidad, estás se deberán de llevar a cabo según lasrecomendaciones de la Nota Técnica PP-802 de Performance Pipe.Las pruebas de hermeticidad no se deberán de confundir con laspruebas de resistencia a la presión. Las pruebas de hermeticidadutilizan un fluido presurizado con el propósito de encontrara fugasen el sistema de tubería.Las pruebas de presión son usadas con algunos materiales detubería para verificar la capacidad a la presión del sistema detuberías. La resistencia a la presión de la tubería de polietileno estábasada en pruebas de presión sostenida a largo plazo, no en laspropiedades del material a corto plazo. Para la tubería depolietileno, las pruebas de presión a corto plazo no pueden verificarel comportamiento del material a largo plazo y por lo tanto estaspruebas de corto plazo no pueden usarse para predecir elcomportamiento del sistema a la presión.Para la prueba de hermeticidad se prefiere el uso de líquidos como

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agua limpia ya en un evento de falla, liberarán menos energía queotros fluidos gaseosos. Durante una prueba de hermeticidad, sesuministra cierta cantidad de energía (presión interna) paraproducir el esfuerzo interno en la sección a ser probada. Si el fluidoque se usa para la prueba es un gas compresible, la energía seusará para comprimir el gas y para generar el esfuerzo interno enel área a probar. Si ocurre una falla catastrófica en la pruebaneumática, la energía empleada para producir el esfuerzo en lapared interna de la tubería y la usada para la compresión sonliberadas de manera explosiva. En el caso de una prueba que usaun fluido líquido no compresible como medio para la prueba, laenergía que se liberaría es solamente la usada para añadir elesfuerzo interno a la tubería.PRECAUCION: El riesgo de muerte o heridas graves estápresente en el caso de una falla en las uniones o conexiones,durante las pruebas de hermeticidad con líquido o gas apresión. Mantenga a todas las personas a una distanciasegura durante la ejecución de las pruebas. La sección de latubería que se este probando, se debe supervisada todo eltiempo que dure la prueba.Asegúrese que toda la tubería este sujeta, para evitar todomovimiento posible y prevenir una falla catastrófica en lasuniones o conexiones. En líneas presurizadas, al presentarseuna falla en una unión o conexión defectuosa, estas se puedenseparar de manera violenta y peligrosa de la tubería y/o de suspartes. Uniones hechas correctamente no tendrán fugas.Fugas pequeñas en las conexiones o fusiones puedenpreceder una falla catastrófica. Nunca se acerque o trate dereparar estas fugas mientras la sección se encuentrapresurizada. Siempre despresuricé la tubería antes de hacerreparaciones.

GUÍAS DE OPERACIÓN

Desinfección de Tuberías PrincipalesLos procedimientos aplicables para desinfectar tuberías de aguapotable nuevas y reparadas son presentados en estándares comoel ANSI/AWWA C651, “Desinfectando de Tuberías Principales deAgua”. El ANSI/AWWA C651 usa cloro líquido, hipoclorito de sodioo hipoclorito de calcio para la desinfección química de las tuberíasde agua. Las soluciones de cloro no deberán de exceder el 12%de concentración de cloro activo, ya que concentraciones mayorespueden atacar químicamente y degradar la tubería de PE.

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LimpiezaLas tuberías que operan a baja velocidad de flujo (alrededor de 2ft/sec o menos) facilitan que los sólidos se depositen en la partebaja de la tubería. El polietileno tiene una superficie lisa, que no semoja y que resiste a la adherencia de estos depósitos desedimento. Si la tubería está sujeta a incrementos importantes deflujo ocasionales, la mayoría de la sedimentación será removida delsistema en estos cambios de flujo. Si se requiere hacer limpieza,estos depósitos de sedimento se pueden eliminar usando agua aalta presión.Existen varios servicios comerciales de limpieza con agua a altapresión. Usualmente se usan boquillas de agua de alta presión deuna cabeza lavadora que es movida a lo largo de la tuberíausando cables.Los sistemas de tubería a presión se pueden limpiar con el procesode agua a presión con boquillas o bien se puede usar cuerposflexibles llamados “diablos” (pigs en inglés), estos son una especiade bala de plástico que es forzada con la presión por el interior delas líneas, para esto se usa agua o aire a presión. Para lanzar yatrapar los “diablos” se usan registros en la tubería diseñados paraestas funciones.Un punto de lanzamiento de “diablos” es una Yee o un carreteremovible. En la Yee, el “diablo” es acomodado en la derivación,después se introduce la presión en esa misma pieza, en la partetrasera del “diablo” con lo que se logra impulsar la pieza a travésde la tubería. Una forma de hace el lanzado del “diablo” sería;instalar el “diablo” en la Yee, después instalar la Yee temporal en latubería, una vez colocada la yee, proceder a presurizar y lanzarlo.Un receptor de diablos en una canasta o cualquier dispositivo alfinal de la línea que reciba el cerdo cuando salga de la tubería. Undiablo puede salir de la tubería con bastante velocidad y conuna fuerza considerable. Un receptor proporciona un modoseguro de atrapar el diablo cuando salga de la tubería.Diablos suaves deben usarse para tuberías de polietileno. Losdiablos tipo raspador o cubeta pueden dañar seriamente latubería y no deberán de ser usados. Existen empresas que sededican a limpiar tuberías usando diablos, si se requiriera de esosservicios.

INFORMACIÓN GENERAL

Tabla 32 Factores de Conversión

Tabla 35 Propiedades de Varios Gases

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Por convertir A Multiplicar X

Acres Hectáreas 0.4047

Acres Pies cuadrados 43,560

Acres Millas cuadradas 1.562 x 10-3

Acres Metros cuadrados 4047

Atmósferas Psi 14.7

Atmósferas Cms de mercurio 76

Atmósferas Pascal (Pa) 101,325

Barriles Galones 42

BTUs Caballos de fuerza -hrs 3.931 x 10-4

BTUs / hr Watt 0.2931

Centares Metros cuadrados 1.0

Centímetros Pulgadas .3937

Centímetros Pies 3.281 x 10-2

Centímetros Milímetros 10.0

Centímetros Metros 1 x 10-2

Cadenas Pulgadas 792.0

Pies cúbicos de agua Galones 7.48052

Pies cúbicos de agua Libras @ 39.2º F 62.4266

Pies cúbicos de agua Libras @ 62º F 62.3554

Pies cúbicos Metros cúbicos 0.02832

Pies cúbicos/minuto Galones/minuto 7.4805

Pies cúbicos/segundo Galones/minuto 448.831

Grados º F (restar 32) Grados ºC 0.5556

Grados º C Grados ºF 1.8 (mas 32)

Grados por segundo Revoluciones por minuto 0.1667

Diámetro (circulo) Área (círculo) 0.7854

Diámetro (circulo) Circunferencia 3.14159

Diámetro (circulo) Lado de un cuadrado igual 0.88623

Pies Centímetros 30.48

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Pies Pulgadas 12

Pies Metros 0.3048

Pies Barras 0.06061

Pies/minuto Millas/hora 0.01136

Pies/segundo Millas/hora 0.6818

Galones (US) Pies cúbicos 0.13368

Galones (US) Metros cúbicos 0.003785

Galones (US) Litros 3.785

Galones (US) Libras 8.3453

Galones/minuto Pies cúbicos/minuto 0.002228

Galones/segundo Pies cúbicos/segundo 0.13368

Gramos Miligramos 1000

Gramos Libras 0.002205

Hectárea Acre 2.471

Hectárea Pies cuadrados 107,639

Caballos de Poder BTU/minuto 42.44

Caballos de Poder Libra Pies /minuto 33,000

Caballos de Poder Watts 745.7

Pulgadas Centímetros 2.54

Pulgadas Pies 0.08333

Pulgadas de Mercurio a 32ºF Atmósferas 0.3342

Pulgadas de Mercurio a 32ºF Psi 0.49117

Pulgadas de Mercurio a 32ºF Pies de agua a 62º F 1.1343

Pies de agua a 62º F Atmósferas 2.455 x 10-3

Pies de agua a 62º F Psi 0.03609

Joules BTUs 9.480 x 10-4

Kilómetro Metro 1000

Kilómetro Pies 3281

Kilómetro Millas 0.6214

Kilowatt hora BTU 3413

Nudos Millas / hora 1.1516

Litros Centmetros cúbicos 1000

Litros Pulgadas cúbicas 61.02

Litros Galones (US) 0.2642

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Metros Pies 3.281

Metros Kilómetros 0.001

Metros Millas 6.214 x 10-4

Millas Kilómetros 1.853

Millas Pies 5280

Millas Varas 320

Millas / hora Pies / minuto 88.00

Millas / hora Kilómetro / hora 1.609

Onzas (avoirdupois) Libras 0.0625

Onzas (fluidos) Pulgadas cúbicas 1.805

Onzas (fluidos) Litros 0.02957

Pintas (fluido) Pulgadas cúbicas 28.87

Pintas (fluido) Galones 0.125

Libras Gramos 453.5924

Libras Onzas 16

Psi Pascal (Pa) 6,894.76

Psi Mega Pascal (Mpa) 0.006895

Cuartos (seco) Pulgadas cúbicas 67.20

Cuartos (liquido) Pulgadas cúbicas 57.75

Cuartos Galones 0.25

Cuarto Litros 0.9463

Revoluciones Grados 360

Revoluciones/minuto Grados / segundo 6

Varas Pies 16.5

Varas Metros 5.029

Lado de un cuadrado Diámetro de un círculoInscrito

1.4142

Pies cuadrados Acres 2.296 x 10-5

Pies cuadrados Metros cuadrados 0.0929

Pies cuadrados Millas cuadradas 3.587 x 10-8

Tabla 33 Factores de Conversión de PSI (Lb / In2)

Tabla 34 Propiedades de Diferentes Líquidos

Manual de Campo




Millas cuadradas Acres 640

Toneladas (largas) Libras 2,240

Toneladas (largas) Kilogramos 1,016

Toneladas (cortas) Libras 2,000

Toneladas (cortas) Kilogramos 907.185

Watts BTU / minuto 0.5692

Watts Libra Pies / segundo 0.73766

Watts Caballos de fuerza 0.001341

Multiplicar Por Para obtener

lb/in2 2.307 Pies de H2O

lb/in2 2.036 Pulg. de Mercurio

lb/in2 0.006895 M Pa

lb/in2 0.06895 bar

lb/in2 0.7032 Metros de H2O

Líquido Peso, lb/cu ft Gravedad Especfica(agua = 1)

Ácido, acético 66 1.06

Ácido, muriático 40% 75 1.2

Ácido, nítrico 91% 94 1.56

Ácido, sulfúrico 87% 112 1.8

Alcohol, etílico (100%) 49 0.79

Alcohol, methy (100%) 50 0.80

Cloroformo 95 1.52

Éter 46 0.70

Gasolina 42 0.67

Keroseno 51 0.81

Manual de Campo



Tabla 35 Propiedades de Varios Gases

Líquido Peso, lb/cu ft Gravedad Especfica(agua = 1)

Sosa (leja) (66%) 106 1.70

Leche 63 1.01

Melaza 87 1.40

Aceites, minerales, lubricantes 57 0.91

Aceites, vegetales 58 0.93

Shellac 75 1.20

Trementina 54 0.87

Agua, 39,2º F (Densidad max.) 62.43 1.00

Agua, hielo 59 0.90

Agua, mar 64 1.03

Gas Símbolo CP /CV = k Sp gr,Aire=1.0

Peso, Lb/ft3

Aire 1.406 1.00 0.7658

Dixido de Carbono CO2 1.300 1.529 0.11637

Monxido de Carbono CO 1.403 0.9672 0.07407

Etano C2H6 1.220 1.049 0.07940

Etileno C2H4 1.220 0.9748 0.7410

Helio He 1.660 0.1381 0.01058

Hidrógeno H 1.410 0.006952 0.00530

Metano CH4 1.316 0.5544 0.04234

Gas natural (prom. aprox.) 1.269 0.6655 0.05140

Nitrógeno N2 1.410 0.9672 0.07429

Oxígeno O2 1.398 1.105 0.08463

Propano C3H8 1.150 1.562

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Tabla 36 Propiedades de Varios Metales

Tabla 37 Fórmulas

Metales Varios Peso (lb/cu ft) Resistencia a la Tensión, psi

Aluminio, 2s 169 13,000 - 24,000

Aluminio, bronce 481 100,000

Bronce 552 50,000-145,000

Cobre, vaciado, rolado 556 32,000-60,000

Hierro, gris fundido 450 18,000-24,000

Hierro, maleable 461 25,000

Plomo 710 3,000

Níquel 556 120,000

Plata 656 42,000

Acero, al carbón 490 70,000

Acero, 18% Cr, 8% Ni 495 85,000

Zinc 440 10,000

Área de un círculo p r2 3.1416 x radio2

Circunferencia de un círculo 2 p r 6.2832 x radio

Área de un triángulo 1/2 b h 0.5 x base x altura

Área de un cuadrado b h Base x altura

Velocidad, Fps V = 0.4085Q / d2 Q = GPM; d = Diam. Int. dela tubería, in

INDICEAAnclaje 38,48-49, 98, 100, 102, 104-105, 11 9

1 2 1Aplicación 8,10, 13-23, 25-29, 36,42, 47, 49-50,

71,76, 87, 90, 107,11 0ASTM 13, 16, 18, 21-22, 29, 40, 42, 47, 90,

9 7 , 111 - 11 2AW WA 16, 18, 24-25, 29, 72, 74, 124Anillo de Respaldo 7 5 - 7 7Aire Comprimido 16, 23Ajustes fabricados 24, 96, 11 7Ajustes insertados 72, 85Ajustes endirecidos 84-85, 89Adaptador MJ 65, 72-74, 102-103Ajustes moldeados 2 3Apretado 12, 123Apilamiento 6 3 - 6 4Almacenamiento 10, 20, 61-65, 101Apretamiento de lo 8 0 - 8 3tornillos de reborde

• adaptador MJ de 7 3 - 7 4los tornillos de glándula• sequencia(patrón) 73, 80• torque 74, 80-83

Ancho del pozo 92-93, 107

BBloques de empuje 68, 98, 102, 105Brida de respaldo 75 -77

CCarga de Tensión Permisible(AT L ) 1 0 7 - 11 2Cargas de doblez 11 8 - 11 9

• protección 11 8 - 11 9• radio 41, 96-96, 107

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Cadena 12, 62, 107, 126Cadena, sierra 6 7Clima Frío 13, 64 70Compactación 9 5Compresión de Emparejados 65, 72, 85-86, 89

• energía 1 2 3• moldeado 2 1• acomodado 8 1• manga 72, 84-85

Contracción 38, 42, 106, 117, 11 9 - 1 2 0Congelado 13, 92, 101Colgadores 4 2Cinta buscadora de calor 4 1Cargas hidroestáticas 49, 111Cuerdas 12, 61-62Cuerda de alambre 12, 62, 11 8Cajas para el agujero 9 3 - 9 4Ceder 84, 108-11 0

DDoblez en frío 96, 107Daños 11-13, 15-16, 57, 61-66, 70, 89-90, 96-

97, 108, 111, 119, 122-123, 125Daños, recuento de 1 2 2Datos 7 0Densidad 16, 21, 58, 130Densidad, Estándar Proctor 95, 101Densidad, espuma 5 7Diseño de Factor, AT L 1 0 8Diseño de factor, ambiental 2 2 - 2 3Diseño de factor, temperatura 2 2 - 2 3Diseño de factor, 1 0 8tensión para cederDimensiones 52, 79Desinfección 1 2 4Diseño Básico Hidroestático(HDB) 2 1 - 2 2Desalineamineto 73, 122Desenrrollamiento 13, 64

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EEnrollados 1 5 , 6 3 , 1 0 7Enfriamiento 7 0 - 7 1Equivalentes de longitud 3 7Excavación 15, 90, 93, 106, 110, 112, 11 5 - 116, 122E x p a n s i ó n 41-42, 106, 110, 117, 11 9

• coeficiente 21, 38, 40• unión 41, 117, 11 9

Espuma 5 7Empaques 65-66, 73-78, 80-81, 85, 87, 89Espacio entre las tuberías paralelas 93Efecto Poisson 101-103, 105-106Electricidad estática 1 3 - 1 4Espaciamiento de los soportes 44-46, 57, 11 7 - 11 9Expansión termal 21, 36, 40-42, 106, 110, 117, 11 9Excavamiento 15, 92-93, 107

FFactores de Conversión 126, 129Flujo 12, 16, 22, 24-26, 28, 30-32, 34, 36,

47,48, 71-72, 90, 102, 116, 124F u s i ó n 8, 11, 66, 69-70, 74, 89, 102, 123

• esferas 6 9• a Tope 11, 68-70, 72, 74, 103, 106, 122-123• electrofusión 65, 71, 89, 112, 123• equipo 14, 70• calor 8, 11, 65, 67-68, 11 6• procedimientos de unión 68, 70-71, 74• ensillado 68, 70, 72, 87, 11 2• SOCKET 68, 71-72, 123

Flujo de gas 13, 28, 36Fuerza de tensión 31, 71,77, 131Fuerza de Tensión Permitida (FTP) 107 -11 2

GGlándula 7 3 - 7 4

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HH a z e n - Williams 2 8 - 3 0Hidrocarbón, líquido 11, 23

IImpacto 13, 39, 64-65Indice de patrón 80-81, 83Indice de fundición 2 1

LLecho 91, 94-95, 97-98Levantamiento 12, 61-62, 95Locación 1 5Luz solar 20, 22, 117, 11 9

MM a n e j o 10-12, 14, 60-66, 74, 87, 90, 95, 122M A N H O L E 47-48, 11 2Modulus 24, 39-40, 44Mangas de golpeteo 8 8 - 8 9

OOleadas 24-27, 105-106

PTornillos 7 7Tornillos apretado 8 1Tornillos torque 8 1 - 8 2Precauciones 1 0 - 11, 14, 66, 68, 95-96Prensas 11, 72, 85-86, 100, 11 8Presión hidroestática 1 2 5Placas moldeadas 21, 40Permeación, hidrocarbono liquido 11Propiedades Físicas 19, 21Precauciones 11, 14-15, 66, 95-96Pruebas de presión 1 0 5Propiedades de varios gases 1 3 0Propiedades de varios liquidos 1 2 9

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Propiedades de varios metales 131 Paredes laterales 7 0 , 9 3Pruebas 10, 12, 40, 122

• químicas 2 8• fusión 7 0• fugas 12, 105-106, 123-124• presión 1 0 5

RRelleno 12, 50, 70, 90-92, 94-95, 97-98, 101,

105, 115, 122Resistencia Química 2 7Radios de dimension (DR) 19, 22, 95, 105, 107-108Radios de dimensión 22, 108estándar (SDR)Reborde 65, 72-83, 87, 89, 95-96, 99, 100, 102-

103, 11 6 - 117, 11 9• adaptador 75-78, 82, 103• empernado 77-78, 80-83• empaque 7 5 , 7 7• reapretamiento de los 8 1tornillos del reborde• apretamiento de los 8 0 - 8 3tornillos del reborde

Renovación de la inserción 69, 111Radio Poisson 102, 105-106Radio de presión 18-19, 22-26, 75, 117, 11 9 , 1 2 3Rehabilitación 32, 113, 11 6Reparación 11-12, 14, 66, 71-72, 89-90, 122-124Reapretamiento de los 8 1tornillos del rebordeRompimiento por tensión 21, 71, 77, 131

SSoporte de las tuberías 4 2Salida 71, 101-106Sin agujeros 1 3 7Sin restricción 38, 50, 101-105

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Soldadura 11, 68Soldadura, extrusión 11, 71-72Soldadura, aire caliente 11, 72

TTorceduras 41, 107, 121-123Tipo de tierra 9 7Trozo del extremo 78, 82Trozo de salida 4 8TAMPING 9 7Tee de golpeteo 87-88 Temperatura, fragilidad 2 1Temperatura, servicio 15, 22-23, 44, 87Temperatura, bajo zero 1 3Tensión para ceder (fuerza) 1 0 8 - 11 0

UUltraviolenta 2 0

VVálvula de Mariposa 37, 82-83Vapor 1 5Vacío 28, 88Válvula 24, 28, 37, 79, 82-83, 88, 99, 103, 11 7 -

11 8Velocidad 24-27, 31-32, 125, 131

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NOTAS

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NOTAS

Página 139

NOTAS

Página 140

Documents

Manual de Campo Plexco